【消费电子实验室-2022/11/17】本月 9 日，IBM 宣布了在量子硬件和软件研发方面取得的最新进展，并阐述了公司以量子为中心的超级计算机系统的未来愿景。
图 | IBM 量子计算机研究者合影（来源：IBM） 最值得关注的是，IBM 公司具有优质配置的量子计算机“鱼鹰”（Osprey），内含的“鱼鹰”芯片（Osprey chip）支持 433 量子比特位。据悉，Osprey 计算机量子比特数量是去年发布的 Eagle 计算机量子比特数量的 3 倍。 433 量子比特的 Osprey 计算机 新的 Osprey 计算机可以进行复杂的量子计算。在配置方面，与去年发布的 Eagle 一样，Osprey 之中的线路分布具有多层次。这种线路布局增强了信号传输和设备安装的灵活性。
图 | 433 量子比特的 Osprey（来源：IBM） 同时，Osprey 凭借特殊的集成滤波功能可以降噪并且使设备运行起来更稳定。另外，Osprey 的导线密度相较于以往计算机提升了百分之七十，大大降低了相关成本。 为解决 Osprey 中的纠错问题，IBM 还同时发布了配套 Qiskit Runtime 软件的更新版本。更新后的软件允许用户通过应用程序编程接口（API，Application Programming Interface）中的一个简单选项减少错误计数。 此外，Osprey 运用柔性带状电缆替代了之前 Eagle 中使用的微波电缆。柔性带状电缆既可以在低温条件下使用，也不会因为过多的热量输出使不同的量子比特之间发生干扰。 其次，Osprey 具有最新的控制电路，可以与量子计算机的相关设备匹配，输出精确的信号、频率与功率。另外，Osprey 可使同一台设备同时控制 400 多个量子比特。 具体来讲， Osprey 计算机含有可在低温下运行的纳米芯片。该芯片可以在 -269.15℃ 的低温下发挥作用，并将电路进行了集成，借此降低设备体积与使用过程中的能量损耗。 计划推出 Quantum System 2 IBM 计划在完成研发 1000 个量子比特计算机的既定目标之后，重点推出能够与之相匹配的量子系统 Quantum System 2。该系统拥有模块化和灵活的量子计算架构，能将多个处理器结合到具有同一个通信链路的单一系统中。
图 | 具有低温恒温器的 IBM Quantum System 2 配置（来源：IBM） 具体来讲，系统能够在合理的运行时间内计算出“具有 100 个量子比特和 100 个门操作的电路”的无偏可观测值，并能够借助 Heron 处理器降低错误率，可以在不到一天的时间内运行一个 100×100 的电路，产生无偏倚的结果。该系统预计在 2023 年底前推出，将为打造以量子为核心的超级计算机奠定基础。 IBM 在官网上也发表声明称：“该计算机系统将在明年年底前正式投入使用，能够通过连接其它三个量子系统构建出多达 16632 个量子比特计算系统。” 量子计算技术在发展的同时也伴随着安全问题。随着量子计算机变得越来越强大，技术提供商必须采取相关措施，保护系统中的信息免受量子计算机的危害。而 IBM 同样能够提供相关技术和服务。 为证明IBM 具有保障量子计算机安全性的技术优势，在峰会期间，IBM 和沃达丰公司还达成了一项合作协议，共同寻找在沃达丰的基础设施中应用IBM 量子安全密码学的解决方案。 综合看来，IBM 新推出的 Osprey 芯片不仅在量子比特方面具有优势，还在制冷、电子控制设备和布线方面进行了全方位的提升。随着IBM 量子系统规模的不断扩大，未来有望达到更多量子比特的既定目标。 IBM 量子计算机的研究员兼副总裁杰伊·甘贝塔（Jay Gambetta）在官网上说：“我们在量子比特方面的突破重新定义了量子计算机未来的发展趋势。我们也称之为以量子为中心的超级计算方式。在此过程中系统的模块化、通信方式的升级和中间件的更新将有助于提升可变化的计算能力。” |
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