IBM发布首款模块化量子计算机系统,可大规模实用!

深圳飙叔 2023-12-08 19:21

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。

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