IBM揭露了其最新的量子計算技術的研究,發表127量子位元Eagle處理器,IBM提到,Eagle處理器是以量子物理為基礎,在大規模運算上的重大突破,127量子位元代表著已經無法在古典電腦上,精確地模擬量子電路。另外,IBM還展示了下一代量子系統IBM Quantum System Two的計畫。

量子運算是在次原子層級上,利用物質的基本量子性質,來極大幅度提高運算能力,而量子基本運算單位則是量子電路,當量子處理器擁有更多的量子位元,則代表可以執行的量子電路越複雜,也就越有使用價值。

Eagle是IBM所開發的第一個,包含超過100個可操作且可連接量子位元的量子處理器,這是繼2019年27量子位元的Falcon處理器,以及2020年65量子位元Hummingbird處理器之後,所推出的後繼量子處理器,IBM提到,他們進行了許多創新才有這項進展,像是能夠減少錯誤的量子位元排列設計,以及開發了一個可以減少必要元件的架構。

Eagle處理器之所以能夠擁有這麼多量子位元,IBM提到,他們利用新技術,將控制線路部署在多個物理層中,把量子位元保持在同一層內,進而顯著增加量子位元。增加量子位元使得用戶,在進行實驗或是執行應用程式時,能夠以更高的複雜度探索問題,像是最佳化機器學習,又或是替新分子或是材料建模等。

而127量子位元的Eagle處理器,是第一個無法以古典電腦可靠模擬的IBM量子處理器,需要用來表示127量子位元狀態的古典位元,數量比全人類75億人身上的原子總數更多。IBM資深副總裁兼研究所所長Darío Gil表示,Eagle處理器在量子電腦超越古典電腦的方向,邁出了重要的一大步。

2019年時,IBM推出了第一個整合量子計算系統IBM Quantum System One,IBM便用這些系統作為基礎,部署雲端IBM Quantum服務,而隨著IBM繼續發展其量子處理器,因此IBM也就規畫推出下一代量子計算系統的概念IBM Quantum System Two,其目標是要能夠結合IBM未來的433量子位元,和1,121量子位元處理器一起使用。

IBM Quantum System Two的核心是其模組化的設計概念,官方解釋,隨著IBM按照其硬體路線圖前進,並且建構具有更大量子位元數的處理器,控制硬體需要具備擴展的靈活性和資源,這些資源包括讓用戶操縱量子位元的控制電子設備,還有保持低溫的低溫冷卻裝置。

控制低溫是量子系統很重要的一環,因為當量子位元保持在足夠低的溫度,其量子特性才會顯現出來,因此IBM Quantum System Two除了結合新一代可擴展量子位元控制電子設備,也有更高密度的低溫元件和纜線,而且IBM Quantum System Two還聯合冷卻系統廠商Bluefors,設計了全新低溫平臺,使得大型處理器有足夠的空間,也讓工程師可以輕鬆維護硬體。IBM預計IBM Quantum System Two會在2023年上線服役。


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