量子计算机处理器含有433个量子比特

原标题：433个量子比特！IBM发布最大超导量子计算机，比特数量超谷歌7倍

　　智元导读】IBM发布了公司最大的量子计算机处理器「Osprey」，含有433个量子比特，数量是上一代的三倍，比谷歌53量子比特计算机「Sycamore」的八倍还要多！

　　周三，IBM召开了2022年IBM量子峰会，宣布在量子硬件和软件方面均取得了新的突破性进展，并概述了其对以量子为中心的超级计算的开创性愿景。

　　在未来，量子计算机有望将计算速度提高到今天最快的超级计算机的百万倍！

　　433量子比特处理器，够大！

　　IBM周三表示，它推出了迄今为止最强大的量子计算机处理器，名为Osprey，这是一台433个量子比特的机器，其量子比特数量是去年宣布的Eagle机器的三倍。

　　‍

‍

　　虽然不同的量子计算机公司对其量子比特的功率有不同的说法，但量子比特的数量，或称量子比特，是使用量子力学的量子计算机功率的一个标志，而量子比特可以通过许多不同的方式创建。

　　IBM Osprey的量子比特数居IBM量子处理器第一位，其数量是去年宣布的Eagle机器的三倍。

　　该处理器可以运行复杂的量子计算，拥有远超任何经典计算机的计算能力。如果用经典比特来表示IBM Osprey处理器的一个状态，其数量要远远超过已知宇宙中原子的总数！

　　目前，IBM在全球拥有20多台量子计算机，客户可以通过云平台进行访问。

　　IBM 高级副总裁兼研究总监Darío Gil介绍称：「新的 433 量子比特Osprey处理器的出现，使我们离量子计算机用于解决以前无法解决的问题更近了一步。」

　　「我们正在不断扩大和推进我们的量子技术，包括硬件、软件和经典集成，与我们的合作伙伴和世界各地的客户一起，迎接我们这个时代的最大挑战。这项工作将成为即将到来的以量子为中心的超级计算时代的基础。」

　　配套量子系统明年上线，更加模块化

　　除了处理器，IBM还推出了下一代量子配套系统。

　　Gil表示，IBM仍努力研发具有1000多个量子比特的计算机。为了进一步扩大规模，IBM团队正在尝试一种新方法。

　　「Osprey芯片的尺寸已经很大了。而明年，含有1000量子比特的芯片将会更大，」Gil说：「所以在那之后，我们一直在设计和建造一款全新、基于模块化的整个量子计算的系统。」

　　IBM将这个模块化系统称为Quantum System 2。

　　Gil称：「Quantum System 2是第一个真正的模块化量子计算系统，随着时间的推移，系统规模将持续扩大。」「模块化意味着芯片本身要相互连接。」

　　IBM表示，通过连接其中的三个系统，它可以构建一个拥有多达 16,632 个量子比特的系统。

　　IBM称，Quantum System 2模块化、灵活，可将多个处理器结合成一个具有通信链路的系统。

　　IBM表示，公司目标是在2023年底前上线这个系统，通过连接多个Quantum System 2，成为 「以量子为中心的超级计算」的集群。

　　其他方面，IBM 还展示了新的 IBM Quantum Safe 技术、客户和生态系统扩展等生态内容。

　　IBM研究员兼Quantum副总裁Jay Gambetta说：「2022年IBM量子峰会标志着全球量子计算领域发展的一个关键时刻。随着我们不断提高量子系统的规模，使其使用更简单，我们将看到量子技术的使用和量子计算行业的成长。」

　　探索量子计算的路上，IBM稳步前行

　　那么，这款IBM史上最强量子计算机的发布，对我们来说又意味着什么呢？这还要从量子计算机能做的事儿说起。

　　理论上讲，量子能够以更快的方式进行运算。许多传统计算机需要花几年解决的问题，量子计算机可能几天就完成了。

　　而量子比特则是一项描述量子计算机运算能力的重要参数——量子比特数越大，计算机中的组件就越多，能够以指数方式执行的计算就越多。

　　迄今为止，与传统计算机相比，量子计算机已经在某些任务中证明了自己的显著优势。

　　甚至还有不少专家预测：如果量子纠错能力和量子比特数能将过去两年的发展速度保持下去，量子计算机完全可能比当今最快的超级计算机——还要快数百万倍！

　　所以，Osprey的发布不仅为2023年推出含有1,121个量子比特的计算机Condor铺平了道路，也证明IBM正在通过新硬件、软件和系统突破实现以量子为中心的超级计算的道路上稳步前进。

　　2016年，「蓝色巨人」将第一台可供任何人进行实验的量子计算机放在云上——这是一台具有5个量子比特的设备。每个超导电路被冷却至接近绝对零度（-273℃）。

　　2019和2020年，他们则连续推出了包含27和65个量子比特的计算机Falcom和Hummingbird——没错，IBM的每一款量子计算机，都是以鸟类命名的。

　　真不知道在不久的将来，是否会出现以「百鸟之王」孔雀命名的机器。反正小编我是已经期待上了！

　　2021年，IBM 推出了首款拥有100多个量子比特的量子处理器Eagle。它不仅使原来达到的量子比特数增加了一倍，还成为了IBM第一台超过100比特的量子计算机。

　　如今，Osprey的推出再一次将量子比特的数量提升了近3倍！我们完全可以相信，IBM能够在2023年交付世界上第一台拥有超过1,000个量子比特的通用量子计算机Condor。

　　当然，「蓝色巨人」的雄心，可远不止1,000个量子比特而已。

　　今年夏天，IBM刚刚发布了最新路线图，计划制造以量子比特为中心的超级计算机。

　　从发布会的规划图中我们可以清晰地看到：除Condor外，他们还计划在2023年发布的下一个QPUHeron中引入一种新的耦合器，以此调整量子比特之间的耦合，并展示了可能会在2025年发布4000个甚至更多量子比特的计划。

　　IBM量子计算部门的首席硬件架构师Oliver Dial表示：「到 2024 年底，在我们的『100x100计划』中，我们预计通过并行运行多个Heron芯片降低错误率，以此实现100量子比特宽、100门深的系统，从而完成对传统计算机的超越。」

　　IBM还宣布，他们正在与通信技术公司沃达丰合作开发后量子密码学。该密码学可以抵御未来可能迅速破坏现代密码学的量子计算机。

　　当然，Dial也承认：虽然到目前为止，IBM大体还能按照规划图稳步前进，但比特的数量显然只是对量子计算庞大且艰巨的探索中的一部分。更长的相干时间和对噪声的减少，同样需要纳入考量。

　　参考资料：

　　https://spectrum.ieee.org/ibm-quantum-computer-osprey

　　https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/news/18/14110/?n_cid=nbpnxt_twbn

　　https://techcrunch.com/2022/11/09/ibm-unveils-its-433-qubit-osprey-quantum-computer/

　　https://www.reuters.com/technology/ibm-launches-its-most-powerful-quantum-computer-with-433-qubits-2022-11-09/

　　https://newsroom.ibm.com/2022-11-09-IBM-Unveils-400-Qubit-Plus-Quantum-Processor-and-Next-Generation-IBM-Quantum-System-Two