IBM公布量子芯片路线图，计划到2023年实现1000-Qubit芯片

皇华电子元器件IC供应商 2020-09-16 00:00

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IBM是争夺在量子计算新兴领域中地位的公司之一，已经制定了开发最多1000量子位的通用量子计算机的路线图。IBM声称，即使这个代号为Quantum Condor（量子秃鹰）的1000量子位CPU仅仅是个开始，在未来的某个未指定的时间点，他们将制定“百万以上”量子位芯片。

为了制造Quantum Condor芯片及其后续产品，IBM正在投资一个稀释冰箱（dilution refrigerator ），该冰箱比以前任何用来处理冷却的冰箱都大。稀释冰箱可以通过使用氦3和（helium-3）氦4（helium-4）同位素将设备冷却至2毫开尔文（milliKelvin ）。

就在本月，IBM发布了其65量子位的Quantum Hummingbird系统，该系统提供了诸如8：1读出多路复用的功能，这意味着将8个量子位的信号进行组合以降低布线的复杂性并改善缩放比例。该公司声称，它将在明年发布Quantum Eagle，它具有多达127个量子比特和包括硅通孔（TSV）和多层布线在内的创新技术，以支持扇出“经典”控制信号，同时将量子比特保存在单独的，保护层。Quantum Eagle将实现IBM称之为“ 重六角形 ”（“heavy hexagon）的新拓扑，它包括一种内置的错误保护形式，IBM认为，随着系统中量子量子位的数量不断增加，这将是必不可少的。

IBM较早的“ Q System One”是世界上第一台基于电路的商业量子计算机。

在Eagle之后，IBM的目标是在2022年推出433比特的IBM Osprey。关于Osprey的改进，IBM说得并不十分详细，但是IBM的简要说明指出：“这个芯片更高效，拥有更密集的控件和超低温基础设施，这将确保扩展处理器不会牺牲性能。我们各自的量子比特，引入更多的噪声源，或占用太大的空间。”

这意味着Osprey将较之Eagle大幅提升，但将重点放在支持这种扩大的改进上，而不是对核心体系结构进行额外的根本性改变。

到2023年，IBM将发布IBM Quantum Condor，这是一款1,123量子比特的设备，以一只大清道夫小鸟的名字命名。IBM计划在1123量子比特系统中引入某种激进式冷却解决方案，但该公司尚未宣布，那么我们假设选择这个名称是为了听起来很酷，而不是暗示采用秃鹰选择的常规散热方法。

“我们将Condor视为一个转折点，这是一个里程碑，标志着我们能够实施纠错和扩展设备的能力，同时又足够复杂以探索潜在的量子优势，我们可以在量子计算机上比在量子计算机上更有效地解决问题。世界上最好的超级计算机。” IBM写道。

量子霸权的是承认现代量子计算机尽管理论上能够比传统计算机快几十至几千年来执行某些计算，但仍处于起步阶段。Google去年宣布已经实现了Quantum Advantage（也称为Quantum Supremacy），但我们尚未实现科学家最感兴趣的那种问题。量子计算机正变得足够复杂，无法进行有用的工作，而这正是IBM希望通过其各种Quantum birds实现的长期目标。

IBM在最后指出，它已经建造了一个10英尺高，6英尺宽的“金眼”稀释冰箱，打算一天内安装一台百万量子比特的机器。该公司写道：“最终，我们构想出一个未来，量子互连将链接稀释冰箱，每个冰箱都拥有一百万个量子比特，就像Intranet链接超级计算处理器一样，将创建一个能够改变世界的大规模并行量子计算机。”

有人可能会说，这就像大型机一样。但在IBM看来，在集中式计算方面，未来可能看起来像遥远的过去。

IBM只是一家致力于量子技术的公司，Google，Intel和D-Wave都在这个领域竞争，尽管D-Wave的机器是量子退火炉，而不是通用量子计算机。但如果IBM能够遵守时间表，那么我们应该能够看到到2020年代中期量子计算机实际上可以实现的目标。

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