IBM是爭奪在量子計算新興領域中地位的公司之一，已經(jīng)制定了開發(fā)最多1000量子位的通用量子計算機的路線圖。IBM聲稱，即使這個代號為Quantum Condor（量子禿鷹）的1000量子位CPU僅僅是個開始，在未來的某個未指定的時間點，他們將制定“百萬以上”量子位芯片。

為了制造Quantum Condor芯片及其后續(xù)產(chǎn)品，IBM正在投資一個稀釋冰箱（dilution refrigerator ），該冰箱比以前任何用來處理冷卻的冰箱都大。稀釋冰箱可以通過使用氦3和（helium-3）氦4（helium-4）同位素將設備冷卻至2毫開爾文（milliKelvin ）。 就在本月，IBM發(fā)布了其65量子位的Quantum Hummingbird系統(tǒng)，該系統(tǒng)提供了諸如8：1讀出多路復用的功能，這意味著將8個量子位的信號進行組合以降低布線的復雜性并改善縮放比例。該公司聲稱，它將在明年發(fā)布Quantum Eagle，它具有多達127個量子比特和包括硅通孔（TSV）和多層布線在內(nèi)的創(chuàng)新技術，以支持扇出“經(jīng)典”控制信號，同時將量子比特保存在單獨的，保護層。Quantum Eagle將實現(xiàn)IBM稱之為“重六角形”（“heavy hexagon）的新拓撲，它包括一種內(nèi)置的錯誤保護形式，IBM認為，隨著系統(tǒng)中量子量子位的數(shù)量不斷增加，這將是必不可少的。

IBM較早的“ Q System One”是世界上第一臺基于電路的商業(yè)量子計算機。 在Eagle之后，IBM的目標是在2022年推出433比特的IBM Osprey。關于Osprey的改進，IBM說得并不十分詳細，但是IBM的簡要說明指出：“這個芯片更高效，擁有更密集的控件和超低溫基礎設施，這將確保擴展處理器不會犧牲性能。我們各自的量子比特，引入更多的噪聲源，或占用太大的空間。” 這意味著Osprey將較之Eagle大幅提升，但將重點放在支持這種擴大的改進上，而不是對核心體系結構進行額外的根本性改變。 到2023年，IBM將發(fā)布IBM Quantum Condor，這是一款1,123量子比特的設備，以一只大清道夫小鳥的名字命名。IBM計劃在1123量子比特系統(tǒng)中引入某種激進式冷卻解決方案，但該公司尚未宣布，那么我們假設選擇這個名稱是為了聽起來很酷，而不是暗示采用禿鷹選擇的常規(guī)散熱方法。

“我們將Condor視為一個轉折點，這是一個里程碑，標志著我們能夠實施糾錯和擴展設備的能力，同時又足夠復雜以探索潛在的量子優(yōu)勢，我們可以在量子計算機上比在量子計算機上更有效地解決問題。世界上最好的超級計算機。” IBM寫道。 量子霸權的是承認現(xiàn)代量子計算機盡管理論上能夠比傳統(tǒng)計算機快幾十至幾千年來執(zhí)行某些計算，但仍處于起步階段。Google去年宣布已經(jīng)實現(xiàn)了Quantum Advantage（也稱為Quantum Supremacy），但我們尚未實現(xiàn)科學家最感興趣的那種問題。量子計算機正變得足夠復雜，無法進行有用的工作，而這正是IBM希望通過其各種Quantum birds實現(xiàn)的長期目標。 IBM在最后指出，它已經(jīng)建造了一個10英尺高，6英尺寬的“金眼”稀釋冰箱，打算一天內(nèi)安裝一臺百萬量子比特的機器。該公司寫道：“最終，我們構想出一個未來，量子互連將鏈接稀釋冰箱，每個冰箱都擁有一百萬個量子比特，就像Intranet鏈接超級計算處理器一樣，將創(chuàng)建一個能夠改變世界的大規(guī)模并行量子計算機。” 有人可能會說，這就像大型機一樣。但在IBM看來，在集中式計算方面，未來可能看起來像遙遠的過去。 IBM只是一家致力于量子技術的公司，Google，Intel和D-Wave都在這個領域競爭，盡管D-Wave的機器是量子退火爐，而不是通用量子計算機。但如果IBM能夠遵守時間表，那么我們應該能夠看到到2020年代中期量子計算機實際上可以實現(xiàn)的目標。

原文標題：IBM公布量子芯片路線圖，計劃到2023年實現(xiàn)1000-Qubit芯片

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