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433个量子比特!IBM发布最大超导量子计算机,比特数量超谷歌7倍
2022/11/12 2:52:44 | 浏览:734 | 评论:0

周三,IBM召开了2022年IBM量子峰会,宣布在量子硬件和软件方面均取得了新的突破性进展,并概述了其对以量子为中心的超级计算的开创性愿景。

在未来,量子计算机有望将计算速度提高到今天最快的超级计算机的百万倍!

433量子比特处理器,够大!

IBM周三表示,它推出了迄今为止最强大的量子计算机处理器,名为Osprey,这是一台433个量子比特的机器,其量子比特数量是去年宣布的Eagle机器的三倍。

虽然不同的量子计算机公司对其量子比特的功率有不同的说法,但量子比特的数量,或称量子比特,是使用量子力学的量子计算机功率的一个标志,而量子比特可以通过许多不同的方式创建。

IBM Osprey的量子比特数居IBM量子处理器第一位,其数量是去年宣布的Eagle机器的三倍。

该处理器可以运行复杂的量子计算,拥有远超任何经典计算机的计算能力。如果用经典比特来表示IBM Osprey处理器的一个状态,其数量要远远超过已知宇宙中原子的总数!

目前,IBM在全球拥有20多台量子计算机,客户可以通过云平台进行访问。

IBM 高级副总裁兼研究总监Darío Gil介绍称:「新的 433 量子比特Osprey处理器的出现,使我们离量子计算机用于解决以前无法解决的问题更近了一步。」

「我们正在不断扩大和推进我们的量子技术,包括硬件、软件和经典集成,与我们的合作伙伴和世界各地的客户一起,迎接我们这个时代的最大挑战。这项工作将成为即将到来的以量子为中心的超级计算时代的基础。」

配套量子系统明年上线,更加模块化

除了处理器,IBM还推出了下一代量子配套系统。

Gil表示,IBM仍努力研发具有1000多个量子比特的计算机。为了进一步扩大规模,IBM团队正在尝试一种新方法。

「Osprey芯片的尺寸已经很大了。而明年,含有1000量子比特的芯片将会更大,」Gil说:「所以在那之后,我们一直在设计和建造一款全新、基于模块化的整个量子计算的系统。」

IBM将这个模块化系统称为Quantum System 2。

433个量子比特!IBM发布最大超导量子计算机,比特数量超谷歌7倍

Gil称:「Quantum System 2是第一个真正的模块化量子计算系统,随着时间的推移,系统规模将持续扩大。」「模块化意味着芯片本身要相互连接。」

IBM表示,通过连接其中的三个系统,它可以构建一个拥有多达 16,632 个量子比特的系统。

IBM称,Quantum System 2模块化、灵活,可将多个处理器结合成一个具有通信链路的系统。

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IBM表示,公司目标是在2023年底前上线这个系统,通过连接多个Quantum System 2,成为 「以量子为中心的超级计算」的集群。

其他方面,IBM 还展示了新的 IBM Quantum Safe 技术、客户和生态系统扩展等生态内容。

IBM研究员兼Quantum副总裁Jay Gambetta说:「2022年IBM量子峰会标志着全球量子计算领域发展的一个关键时刻。随着我们不断提高量子系统的规模,使其使用更简单,我们将看到量子技术的使用和量子计算行业的成长。」

探索量子计算的路上,IBM稳步前行

那么,这款IBM史上最强量子计算机的发布,对我们来说又意味着什么呢?这还要从量子计算机能做的事儿说起。

理论上讲,量子能够以更快的方式进行运算。许多传统计算机需要花几年解决的问题,量子计算机可能几天就完成了。

而量子比特则是一项描述量子计算机运算能力的重要参数——量子比特数越大,计算机中的组件就越多,能够以指数方式执行的计算就越多。

迄今为止,与传统计算机相比,量子计算机已经在某些任务中证明了自己的显著优势。

甚至还有不少专家预测:如果量子纠错能力和量子比特数能将过去两年的发展速度保持下去,量子计算机完全可能比当今最快的超级计算机——还要快数百万倍!

所以,Osprey的发布不仅为2023年推出含有1,121个量子比特的计算机Condor铺平了道路,也证明IBM正在通过新硬件、软件和系统突破实现以量子为中心的超级计算的道路上稳步前进。

2016年,「蓝色巨人」将第一台可供任何人进行实验的量子计算机放在云上——这是一台具有5个量子比特的设备。每个超导电路被冷却至接近绝对零度(-273℃)。

2019和2020年,他们则连续推出了包含27和65个量子比特的计算机Falcom和Hummingbird——没错,IBM的每一款量子计算机,都是以鸟类命名的。

真不知道在不久的将来,是否会出现以「百鸟之王」孔雀命名的机器。反正小编我是已经期待上了!

2021年,IBM 推出了首款拥有100多个量子比特的量子处理器Eagle。它不仅使原来达到的量子比特数增加了一倍,还成为了IBM第一台超过100比特的量子计算机。

如今,Osprey的推出再一次将量子比特的数量提升了近3倍!我们完全可以相信,IBM能够在2023年交付世界上第一台拥有超过1,000个量子比特的通用量子计算机Condor。

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当然,「蓝色巨人」的雄心,可远不止1,000个量子比特而已。

今年夏天,IBM刚刚发布了最新路线图,计划制造以量子比特为中心的超级计算机。

从发布会的规划图中我们可以清晰地看到:除Condor外,他们还计划在2023年发布的下一个QPUHeron中引入一种新的耦合器,以此调整量子比特之间的耦合,并展示了可能会在2025年发布4000个甚至更多量子比特的计划。

433个量子比特!IBM发布最大超导量子计算机,比特数量超谷歌7倍

IBM量子计算部门的首席硬件架构师Oliver Dial表示:「到 2024 年底,在我们的『100x100计划』中,我们预计通过并行运行多个Heron芯片降低错误率,以此实现100量子比特宽、100门深的系统,从而完成对传统计算机的超越。」

IBM还宣布,他们正在与通信技术公司沃达丰合作开发后量子学。可以抵御未来可能迅速破坏现代的量子计算机。

当然,Dial也承认:虽然到目前为止,IBM大体还能按照规划图稳步前进,但比特的数量显然只是对量子计算庞大且艰巨的探索中的一部分。更长的相干时间和对噪声的减少,同样需要纳入考量。

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