IBM推出首款模块化量子计算机系统，实现大规模应用 | 科技前沿

文｜张婧怡

编辑｜邓咏仪

12月4日，美国老牌科技巨头IBM(IBM.US)公司召开了年度量子计算峰会，在会上，IBM展示了其推出的全新量子计算芯片“苍鹭”和量子计算机，并表示希望这款芯片和机器“能在10年后成为更大规模应用体系的基石”。

“量子苍鹭”，或许是IBM历史上表现最强的量子处理器。与公司此前推出的“量子鹰”处理器相比,“量子苍鹭”的误差率降低了3-5倍。早前IBM在社交媒体上就曾提到，他们将提供一种新的降低误差的方法：将机器内部芯片连接在一起，然后再将机器连接在一起，这种方法与一种全新的纠错代码相结合，能够大幅提高计算精度。

同步发布的全球首个模块化可大规模实用化的量子计算机系统 “量子系统二号”，旨在解决超过经典超级计算机能力范围的复杂问题。这一系统使用了三个“量子苍鹭”芯片。IBM表示,“苍鹭”芯片所包含的133个量子位(Qubit)，能够扩充量子态的表示空间,可以探索更广阔的计算领域。

同为科技巨头的谷歌，在数月前发布的Sycamore量子处理器中，仅包含了70余量子位，误差率相对较高，相比之下，IBM对于量子位的数量似乎有着更高的要求。今年6月份，IBM就曾经宣布实现了一项突破，即可以在100个量子位的规模上，产生更精确的结果，IBM还《自然》期刊上宣布开发出了一种“错误缓解”的方法，极大降低了量子计算的出错率。“在2029年之前，技术进展似乎相当稳定，届时纠错技术将发挥全面性质的作用。”IBM高级副总裁兼研究主管达里奥•吉尔(Dario Gil)在发布会上提到。IBM对于准确和高效的超高要求，也加速了他们芯片的落地。

量子纠缠允许量子计算机同时处理大量信息，实现海量并行计算

目前，用户已经可以通过云平台访问“量子苍鹭”，IBM还表示，接下来的一年时间里，会有更多“量子苍鹭”处理器被投入市场使用。

相比于传统计算机基于晶体管来构造逻辑门和存储单元，从而进行数据处理和存储，量子计算机利用量子力学的特性，如量子叠加和量子纠缠，提供一种全新的计算范式，理论上来讲，量子计算能够在某些特定领域（如大数分解、量子模拟）极大程度超越传统计算机的计算能力。

量子计算的商业化正在逐步成为现实。吉尔谈到IBM的最新芯片时表示，“我们需要一段时间才能从科学价值转向商业价值，但我认为量子研究和商业化之间的区别正变得越来越紧密。”

目前，许多实验室和大学已经开始使用IBM的这些全新体系,开展前沿量子计算研究。美国能源部阿贡国家实验室、东京大学、加州大学伯克利分校等均已在尝试将量子计算用于探索量子物理、化学、材料等领域的复杂问题。量子计算，正在比以往更快地成为科学的“实用工具”。

正如IBM官方博文提到的：“我们已经进入了量子计算的新时代，因为过去几十年的主题是这项新技术出现和建立，现在则是奠定基础，让量子计算彻底成为现实以及实现商业化。

生成式AI和大模型的兴起，比以往更要求极致的算力。未来，量子计算机的能力或将大幅提升，如同十余年以来缓慢发展的AI和机器学习在一年时间里突然发生翻天覆地的变化一样，属于量子计算的算力时代，或许已经不再遥远。