IBM新量子芯片突破100×100挑战，正打造量子中心超级运算系统
文/李建兴 | 2024-11-15发表
IBM今年首次举办量子开发者大会（Quantum Developer Conference），在大会上宣布达成两年前所设定的100×100挑战，同时也展示了新的量子电脑技术发展，并且揭示未来量子运算应用。100×100挑战的目标是建立一个可以处理100个量子位元，并且进行100层量子操作的量子电路，这代表着极其复杂的电路，已是古典电脑难以模拟。
而经过两年的技术突破，IBM在量子开发者大会上宣布达成100×100挑战，并揭露了具备5,000个双量子位元闸操作能力的量子电脑。当量子电脑能准确执行5,000个双量子位元操作的量子电路，就代表可以进行多层的复杂运算，并且处理超过100个量子位元规模的计算需求。
Heron R2芯片是这次量子电脑硬件突破的重点，其具备156个量子位元，采用重型六角布局（Heavy-Hex Layout）设计。这是IBM量子芯片的特殊设计，透过特殊排列来降低量子位元间的干扰。另外，IBM也在芯片上引入双层系统减弱技术，有效降低材料互动引发的噪声。
IBM除了在硬件方面有所突破，也大幅改进了其系统软件，并推出新一代执行环境，提升了资料处理速度，达成每秒15万次电路层操作（Circuit Layer Operations Per Second，CLOPS），大幅提升效能表现。Qiskit作为IBM量子生态系的软件核心，也是更新的重点之一，针对高阶用户推出具有人工智能功能的编译器服务，利用云端架构加速电路编译，并提供Qiskit Functions Catalog和Qiskit Code Assistant等辅助开发工具，供量子算法开发者有更多选择与弹性。
IBM在大会中也展示未来量子运算的发展路线图，特别是跨芯片的连接技术。由于IBM想要解决量子电路持续增加的复杂度，因此开发了两类型的耦合器，以连接芯片进一步提升量子运算的规模。该技术的成果之一便是IBM Quantum Flamingo，透过将两颗Heron R2芯片连接，实现长距离的量子闸操作。同时，IBM也展示量子Crossbill原型机，借由整合了三颗Heron芯片，验证多芯片高品质量子闸的可行性。
IBM的量子运算发展策略不仅限于硬件和系统效能的提升，同时也把重心放在量子错误更正技术的发展。IBM近期发表了一种更有效率的新型错误更正码（Error Correcting Code），与其他主流量子错误更正码相比，能够以较低的系统资源消耗储存量子资讯。
IBM更计画在2026年展示Kookaburra系统，借由搭载先进的耦合器技术，进一步提升量子位元间的连接效能。而IBM最终的愿景，是打造以量子运算为核心的超级运算环境，透过提供量子与传统计算无缝协作的环境，让量子运算能够融入到现有工作负载管理系统中，奠定异质运算环境的基础。
https://www.ithome.com.tw/news/166030
蒜粒多少?
不过IBM提出来的东西都止步于实验室，量产就...