IBM發(fā)布了首款擁有1,000個量子比特的量子芯片

IBM發(fā)布了首款擁有1,000個量子比特的量子芯片。這相當(dāng)于普通計算機中的數(shù)字位。然而，該公司表示，將轉(zhuǎn)變關(guān)注重心，專注于使其機器更具抗錯性，而非追求更大的芯片。

多年來，IBM一直在遵循一項量子計算路線圖，該路線圖每年大致將量子比特數(shù)量翻一番。于12月4日發(fā)布的芯片名為Condor，擁有1,121個呈蜂窩狀排列的超導(dǎo)量子比特。這是繼其其他創(chuàng)紀錄的以鳥命名的機器之后的一款，包括2021年的127比特芯片和去年的433比特芯片。

量子計算機承諾執(zhí)行經(jīng)典計算機無法完成的某些計算。它們通過利用糾纏和疊加等獨特的量子現(xiàn)象來實現(xiàn)這一目標(biāo)，這使得多個量子比特可以同時存在于多個集體狀態(tài)中。

但這些量子狀態(tài)也因善變而臭名昭著，并容易出現(xiàn)錯誤。物理學(xué)家們試圖通過誘使幾個物理量子比特（每個比特由一個超導(dǎo)電路或一個個體離子編碼）共同工作，以表示一位信息的量子比特或“邏輯比特”。

作為其新方向的一部分，該公司還推出了一個名為Heron的芯片，擁有133個量子比特，但具有創(chuàng)紀錄的低錯誤率，比其先前的量子處理器低三倍。

研究人員普遍表示，最先進的糾錯技術(shù)將需要每個邏輯比特超過1,000個物理量子比特。那么，能夠執(zhí)行有用計算的機器將需要擁有數(shù)百萬個物理量子比特。

但在最近幾個月里，物理學(xué)家們對一種名為量子低密度奇偶校驗（qLDPC）的替代糾錯方案表現(xiàn)出了興奮。IBM研究人員的一篇預(yù)印本表示，該方案承諾將這個數(shù)字削減至10或更少的因子。該公司表示，現(xiàn)在將專注于構(gòu)建設(shè)計為容納400左右物理量子比特的少量qLDPC糾正的芯片，然后將這些芯片進行網(wǎng)絡(luò)連接。

哈佛大學(xué)物理學(xué)家Mikhail Lukin表示，IBM的預(yù)印本是“出色的理論工作”。他說：“也就是說，使用超導(dǎo)量子比特實施這種方法似乎非常具有挑戰(zhàn)性，而在這一平臺上進行概念驗證實驗可能需要數(shù)年時間?！盠ukin及其合作者進行了類似的研究，探討了使用個體原子而不是超導(dǎo)環(huán)來實施qLDPC的前景。

問題在于，qLDPC技術(shù)要求每個量子比特直接連接至少其他六個量子比特。在典型的超導(dǎo)芯片中，每個量子比特只連接到兩到三個鄰居。但IBM Quantum的首席技術(shù)官、凝聚態(tài)物理學(xué)家Oliver Dial表示，公司已經(jīng)制定了一個計劃：它將在其量子芯片的設(shè)計中添加一層，以允許qLDPC方案所需的額外連接。IBM今天公布的量子研究的新路線圖顯示，到本世紀末，它將實現(xiàn)有用的計算，比如模擬催化劑分子的工作。Dial表示：“這一直是夢想，一直是一個遙遠的夢想。實際上，它已經(jīng)足夠接近，以至于我們可以從今天的位置看到未來的道路，這對我來說是巨大的?！?/p>