IBM推出127量子比特处理器，超越谷歌和中科大

丰色 发自 凹非寺量子位 报道 | 公众号 QbitAI

规模超越

全球量子比特数最多 、首次突破“100位大关”的量子计算处理器在IBM 诞生。

据IBM介绍，该处理器能够使量子计算机在未来两年内在某些任务上开始超越传统计算机。

全球首个超过100量子比特的量子处理器

此次发布的127位超导量子处理器代号为“鹰” （Eagle）。

在此之前，IBM分别于2017 年推出过27量子比特的“猎鹰” （Falcon）处理器，以及于2020 年推出65位的“蜂鸟” （Hummingbird）处理器。

此次的“鹰”正是在前两者的基础上进行架构改进 ，以及采用更先进的3D封装技术 实现量子比特数翻番。

具体来说，这次的改进包括减少错误的量子比特排列设计和减少必要组件的构成等。

并且，IBM利用新技术将控制布线置于处理器内的多个物理层上，同时将量子比特保持在一层上，从而使量子比特数显著增加。

△ “鹰”结构图，详情可见参考链接[2]

量子比特数越多，它可以运行的量子电路就越复杂、越有价值。

IBM介绍，“鹰”可以将人类可探索问题的复杂度更上一个“level”，比如优化机器学习、为从能源工业到药物发现过程的各个领域提供新分子和材料建模……

而目前，127位的“鹰”也是首个由于规模太大，其性能还无法被传统计算机进行可靠模拟的量子处理器。

说白了，“鹰”处理器上代表一个状态所需的经典位元数量，比现在全球75多亿的人口数量还要多。

而IBM相关负责人则表示：“打破100量子比特数的障碍更多来自于我们的心理 ，而非物理条件。”

不过在此之前的谷歌53位 “悬铃木”和中科大66位“祖冲之号”都采用了一种通用测试（即模拟量子电路并输出中采样随机数）来评估处理器性能，但IBM目前还没有 。

所以，除了量子比特数翻一番，还没法知道“鹰”的详细真本事。

而在公布127位“鹰”处理器的同时，IBM还介绍了他们即将到来的量子系统Quantum System 2 。

Quantum System 2相比一代采用更加模块化的设计（一代于2019年推出，是世界上首次量子计算集成系统），引入了新的可扩展的量子比特控制电子器件，以及更高密度的低温元件和电缆，能够在一个系统中容纳和冷却更多量子处理器。

它将于2023年启动，到时还能容纳后续推出的量子比特数更多的新处理器。

量子计算机的运行速度虽比传统计算机快得多，但需要放置在巨大的低温环境中才能正常运行。

2023年推出千位量子处理器

虽然量子计算还处于初级发展阶段，但IBM早就看准了这个领域，在2019年就规划好了其量子计算路线图 。

目前，127位的“鹰”如期而至。

按照计划，明年 IBM将推出433位 的量子“鱼鹰”（Osprey ）处理器，后年 则要推出1121位 的量子“秃鹰”（Condor）。

在更远的将来，他们还要实现一百万位的量级。

不过，尽管如今量子计算正“当红”，在技术层面上该领域却仍面临着巨大挑战和争论，比如到底是超导还是光学量子计算能率先带来革命性的突破，就还未可知。

相比之下，资本市场的信心可能更早显露。

在量子芯片领域，本月10号，国内首家光量子计算公司图灵量子 就宣布完成超亿元Pre-A轮融资 。

图灵量子研发团队来自牛津大学、加州大学伯克利分校、上海交大、复旦大学等国内外名校，这也是该公司在短短9个月获得的第二次融资。

而在国外， 2021年1月到10月，全球量子技术公司融资约28亿美元 (共计34笔)，已经是2020年的近3倍（10亿美元）。

参考链接：[1]https://newsroom.ibm.com/2021-11-16-IBM-Unveils-Breakthrough-127-Qubit-Quantum-Processor[2]https://research.ibm.com/blog/127-qubit-quantum-processor-eagle[3]https://www.newscientist.com/article/2297583-ibm-creates-largest-ever-superconducting-quantum-computer/[4]https://www.dramx.com/Knowledge/Post/5/29945.html[5]https://www.heshmore.com/ibms-eagle-a-127-qubit-quantum-processor/

— 完 —

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IBM推出127比特超导量子芯片 称两年内实现“量子优越”

IBM公司正在大力发展量子计算芯片。该公司周一表示，它已设计出一种新型的超导量子计算芯片，该芯片将使量子计算机系统在未来两年内，在某些任务上开始超越传统的经典计算机。

IBM在量子峰会上做出上述表述，IBM称其最新研制的127量子比特芯片“Eagle”采用了新型的设计，这也是目前为止全球最高量子比特数的芯片处理器，代表了量子计算的重大飞跃。

IBM量子团队表示，正在为Eagle处理器的性能进行基准测试。不过该公司没有说明Eagle量子比特的量子态可以保持多久，也未说明量子比特纠缠的程度。

尽管从长远来看，量子计算机会比经典计算机快得多，但量子比特的构建极其困难，并且需要在超低温环境下才能正常运行。

IBM表示，最新的量子芯片在纽约州的工厂制造，与量子计算机制冷和控制系统的其他技术相结合，最终将产生更多的量子比特。

IBM还推出未来的量子芯片研制规划路线，计划在2022年推出具有433个量子比特的“Osprey”芯片和具有1121个量子比特的“Condor”芯片。IBM表示，届时它将接近所谓的“量子优越性”，即量子计算机可以击败经典计算机。

IBM高级副总裁兼研究部门负责人达里奥·吉尔（Darío Gil）表示，这并不意味着量子计算机会一下子超越传统的经典计算机。相反，IBM所设想的是这样一个世界：计算应用程序的某些部分在传统芯片上运行，而某些部分在量子芯片上运行，这取决于哪些任务最适合用量子计算机来完成。

“我们相信，在未来几年内，我们将能够展示量子优越性，也就是有实用价值的东西，这是我们追求的。”吉尔表示。

量子技术公司夸密CEO张文卓对第一财经记者表示：“量子比特要能起到实际作用，必须实现任意两个量子可以纠缠起来，如果仅仅看127个量子比特的数字，意义不大。”

张文卓介绍称，量子态保持多久，也就是所谓的“退相干时间”，量子比特的好坏要看保真度指标，这两个指标对于所谓的“量子优势”的实现都至关重要。

上个月，中国科学技术大学潘建伟、朱晓波、彭承志等研究团队与中科院上海技术物理研究所合作，成功构建66个量子比特可编程超导量子计算原型机“祖冲之二号”，求解“量子随机线路取样”任务的速度比目前全球最快的超级计算机快1000万倍以上，这使得中国成为目前唯一在超导和光子两条技术路线上达到“量子优越性”里程碑的国家。

朱晓波介绍，“祖冲之二号”的并行高保真度量子门操控能力和完全可编程能力，有望找到有实用价值的应用，预期包括量子机器学习、量子化学等。

研究团队介绍称，未来的通用型量子计算机可望在密码破译、天气预报、材料设计、药物分析等领域发挥作用。

在IBM和谷歌等巨头企业的推动下，量子芯片领域近年来融资不断。上周，国内光量子计算公司图灵量子宣布完成数亿元PreA轮融资。据不完全统计，今年前10个月，全球量子技术公司融资达到34笔，融资规模接近20亿美元。

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