IBM推出127量子比特处理器，超越谷歌和中科大

Posted 2021-12-14 QbitAl

丰色 发自 凹非寺
量子位 报道 | 公众号 QbitAI

127量子比特！

规模超越谷歌“悬铃木”和我国“祖冲之号”——

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/