澎湃新聞記者劉航

當(dāng)?shù)貢r間11月16日，IBM表示其“Eagle”（鷹）量子處理器已達(dá)到127量子比特，成為目前世界上操控量子比特?cái)?shù)量最多的超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)。

IBM還表示，該公司計(jì)劃在未來兩年內(nèi)推出另外兩種可能更強(qiáng)大的量子處理器，分別叫做“Osprey（魚鷹）”和“Condor（禿鷹）”，兩者的量子比特?cái)?shù)量分別達(dá)到433和1121。

量子計(jì)算是一種快速崛起的技術(shù)，它利用量子力學(xué)定律希望解決對經(jīng)典計(jì)算機(jī)來說過于復(fù)雜的問題。量子計(jì)算的基本計(jì)算單元是量子電路，將量子比特排列成量子門和測量。量子處理器擁有的量子比特越多，其可運(yùn)行的量子電路就越復(fù)雜、越有價值。

過去的十年中，一些公司和機(jī)構(gòu)一直在努力開發(fā)功能強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)，主要分為光量子計(jì)算與超導(dǎo)量子計(jì)算兩大陣營。諸如,谷歌公司于2019年制完的53個量子比特的超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)“Sycamore”（懸鈴木）；2020年，中國潘建偉團(tuán)隊(duì)構(gòu)建76個光子的量子計(jì)算原型機(jī)“九章”，2021年5月，62量子比特的超導(dǎo)量子計(jì)算原型機(jī)“祖沖之號”（2021年10月，“祖沖之號”升級為“祖沖之二號”，量子比特?cái)?shù)量為66）。

IBM的量子計(jì)算機(jī)為超導(dǎo)量子計(jì)算。此前，IBM于2019年推出27量子比特“獵鷹”（Falcon）處理器，2020年推出65量子比特“蜂鳥”（Hummingbird）處理器。

最近，IBM推出了量子計(jì)算詳細(xì)路線圖，其包含擴(kuò)展量子硬件路徑，使復(fù)雜的量子電路能夠?qū)崿F(xiàn)“量子計(jì)算優(yōu)越性”——這是指量子計(jì)算機(jī)對特定問題的求解以壓倒性的速度超過任何經(jīng)典計(jì)算機(jī)，以至于經(jīng)典計(jì)算機(jī)無法在合理的時間內(nèi)完成任務(wù)。而“Eagle”是沿著這條擴(kuò)展路徑邁出的最新一步。

“Eagle”是IBM首款包含超過100個量子比特的量子計(jì)算機(jī)。IBM稱，127量子比特處理器上表示一個狀態(tài)所需的經(jīng)典比特?cái)?shù)量超過了當(dāng)今75億人的原子總數(shù)。

為了實(shí)現(xiàn)這一突破，IBM研究人員在其現(xiàn)有量子處理器中進(jìn)行創(chuàng)新，例如減少錯誤的量子比特排列設(shè)計(jì)和減少必要組件數(shù)量的架構(gòu)。Eagle中利用的新技術(shù)將控制布線放置在處理器內(nèi)的多個物理層上，同時將量子比特保持在單個層上，從而大大增加量子比特。

量子比特?cái)?shù)量增加，會使用戶在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和運(yùn)行應(yīng)用程序時能夠以更高的復(fù)雜度探索問題，例如優(yōu)化機(jī)器學(xué)習(xí)，或?yàn)樾路肿雍筒牧辖＃杂糜趶哪茉葱袠I(yè)到藥物發(fā)現(xiàn)過程的各個領(lǐng)域。

IBM高級副總裁兼研究總監(jiān)DaríoGil表示，“'Eagle'處理器的到來是朝著量子計(jì)算機(jī)在有用應(yīng)用方面超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)的那一天邁出的重要一步。”

“量子計(jì)算有能力改變幾乎所有領(lǐng)域，并幫助我們解決我們這個時代最大的問題。這就是為什么IBM繼續(xù)快速創(chuàng)新量子硬件和軟件設(shè)計(jì)，為量子和經(jīng)典工作負(fù)載構(gòu)建***以相互賦能，并創(chuàng)造一個對量子產(chǎn)業(yè)發(fā)展至關(guān)重要的全球生態(tài)系統(tǒng)。”DaríoGil表示。

IBM還在預(yù)覽IBMQuantumSystemTwo的計(jì)劃，旨在與IBM未來的433量子比特和1121量子比特處理器配合使用。

2019年，IBM推出了IBMQuantumSystemOne，這是世界上第一個集成量子計(jì)算系統(tǒng)。那時起，IBM將這些系統(tǒng)作為其基于云的IBMQuantum服務(wù)的基礎(chǔ)，部署在美國、德國的Fraunhofer-Gesellschaft、日本的東京大學(xué)。