量子计算迎重磅突破! IBM(IBM.US)推出全新模块化系统 拟于2033年适用大型体系

智通财经APP获悉，美国老牌科技巨头IBM(IBM.US)当地时间周一展示了全新的量子计算芯片以及量子计算机器，该公司表示，希望这些全新的芯片和机器能够在10年后成为更大型的应用体系的基石。IBM官方博文称，IBM展示了一种新方法：将芯片连接到机器内部，再将部分量子机器连接到一起，以此来形成全新的模块化系统，使规模的扩展不受物理条件限制，当与新的纠错码相结合时，可以在2033年前生产出引发全球关注的全新量子计算机。

当前，世界各地的研究人员都在努力完善本国的量子计算体系，量子计算依靠量子力学来达到比经典硅基计算机快得多的计算速度。面临的主要挑战则在于创造出在现实世界中足够可靠、能够持续击败传统计算机的量子计算机。

美国科技巨头微软(Microsoft)、Alphabet旗下的谷歌(Google)，以及来自全球的科技领导者，甚至部分量子领域的初创公司都在竞相开发最先进的量子计算机。

随着来自全球各地的量子计算机研究人员将机器制造得足够大，全面超过传统的硅基计算机，他们一直在努力解决数据错误问题。当地时间周一，IBM展示了该科技巨头所说的一种将机器内部芯片连接在一起，然后再将机器连接在一起的新方法，这种方法与一种全新的纠错代码相结合，到2033年可能将会制造出引发全球关注的全新量子计算机，届时或将成为更大型的应用体系的基石。

第一台使用它们的机器被称为“量子系统二号”(Quantum System Two)，它使用了三个“Heron”芯片，这是一种IBM全新推出的最高性能的量子处理器。IBM高级副总裁兼研究主管达里奥•吉尔(Dario Gil)表示：“在2029年之前，技术进展似乎相当稳定，届时(2029年)纠错技术将发挥全面性质的作用。”

在那之后，这些机器的能力可能将大幅提升，就像过去15年缓慢发展的人工智能系统在过去一年里突然变得极度错综复杂一样。

据介绍，“Heron”芯片具有133个固定频率量子比特，超过了127个量子比特的“Eagle”芯片。IBM称，与“Eagle”相比，“Heron”的设备性能提高了3至5倍，并且几乎消除了串扰。

“你必须把它们绑在一起，”吉尔谈到IBM的最新芯片时表示。“你必须一起结合很多事情，才能做到切实可行。因为如果没有，那就只是存在于纸上的练习。”“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。”

IBM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。IBM博文指出：“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。

在未来几年内，IBM并不是唯一一家以高性能量子计算机为目标的科技公司。知名初创公司PsiQuantum正与美国芯片制造商格芯(GFS.US)合作生产量子计算芯片，该公司今年早些时候曾透露，计划在六年内推出适用于商用版本的量子计算机器。

相比于传统计算机，量子计算机有何强大之处?

“传统计算机”这个术语通常指的是基于硅的微处理器或微芯片来执行计算任务的计算机。这些计算机使用晶体管(大多数是用硅进行制造)来构造逻辑门和存储单元，从而进行数据处理和存储。晶体管在电子电路中充当开关，用于控制电流并实现二进制编码(0和1)的表示。

简而言之，量子计算机利用量子力学的特性，如量子叠加和量子纠缠，提供了一种全新的计算范式，理论上能够在某些特定领域极大程度超越传统计算机的计算能力。

比如基本运算单位方面，传统计算机使用二进制比特(bits)作为基本运算单位;每个比特要么是0，要么是1。量子计算机则使用量子比特(qubits)作为基本单位;量子比特可以同时存在于多种状态，这被称为量子叠加，意味着它们可以同时表示0和1。

信息处理方式方面，传统计算机按顺序逐个比特地处理信息，每个比特相对独立。而量子比特之间可以相互纠缠，使得它们不是相互独立;这种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。

计算能力和效率方面，传统计算机更加适合处理线性和逐步化的计算任务。而量子计算机在处理某些特定类型的计算任务时(如大数分解、量子模拟)等方面时，理论上可以大幅超越传统计算机的速度和效率。