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IBM揭露了其最新的量子计算技术的研究,发表127量子位元Eagle处理器,IBM提到,Eagle处理器是以量子物理为基础,在大规模运算上的重大突破,127量子位元代表着已经无法在古典电脑上,精确地模拟量子电路。另外,IBM还展示了下一代量子系统IBM Quantum System Two的计划。
量子运算是在次原子层级上,利用物质的基本量子性质,来极大幅度提高运算能力,而量子基本运算单位则是量子电路,当量子处理器拥有更多的量子位元,则代表可以执行的量子电路越复杂,也就越有使用价值。
Eagle是IBM所开发的第一个,包含超过100个可操作且可连接量子位元的量子处理器,这是继2019年27量子位元的Falcon处理器,以及2020年65量子位元Hummingbird处理器之后,所推出的后继量子处理器,IBM提到,他们进行了许多创新才有这项进展,像是能够减少错误的量子位元排列设计,以及开发了一个可以减少必要元件的架构。
Eagle处理器之所以能够拥有这么多量子位元,IBM提到,他们利用新技术,将控制线路部署在多个物理层中,把量子位元保持在同一层内,进而显著增加量子位元。增加量子位元使得用户,在进行实验或是执行应用程序时,能够以更高的复杂度探索问题,像是最佳化机器学习,又或是替新分子或是材料建模等。
而127量子位元的Eagle处理器,是第一个无法以古典电脑可靠模拟的IBM量子处理器,需要用来表示127量子位元状态的古典位元,数量比全人类75亿人身上的原子总数更多。IBM资深副总裁兼研究所所长Darío Gil表示,Eagle处理器在量子电脑超越古典电脑的方向,迈出了重要的一大步。
2019年时,IBM推出了第一个整合量子计算系统IBM Quantum System One,IBM便用这些系统作为基础,部署云端IBM Quantum服务,而随着IBM继续发展其量子处理器,因此IBM也就规划推出下一代量子计算系统的概念IBM Quantum System Two,其目标是要能够结合IBM未来的433量子位元,和1,121量子位元处理器一起使用。
IBM Quantum System Two的核心是其模组化的设计概念,官方解释,随着IBM按照其硬件路线图前进,并且建构具有更大量子位元数的处理器,控制硬件需要具备扩展的灵活性和资源,这些资源包括让用户操纵量子位元的控制电子设备,还有保持低温的低温冷却装置。
控制低温是量子系统很重要的一环,因为当量子位元保持在足够低的温度,其量子特性才会显现出来,因此IBM Quantum System Two除了结合新一代可扩展量子位元控制电子设备,也有更高密度的低温元件和缆线,而且IBM Quantum System Two还联合冷却系统厂商Bluefors,设计了全新低温平台,使得大型处理器有足够的空间,也让工程师可以轻松维护硬件。IBM预计IBM Quantum System Two会在2023年上线服役。
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