IBM發布了首款擁有1,000個量子比特的量子芯片

IBM發布了首款擁有1,000個量子比特的量子芯片。這相當于普通計算機中的數字位。然而，該公司表示，將轉變關注重心，專注于使其機器更具抗錯性，而非追求更大的芯片。

多年來，IBM一直在遵循一項量子計算路線圖，該路線圖每年大致將量子比特數量翻一番。于12月4日發布的芯片名為Condor，擁有1,121個呈蜂窩狀排列的超導量子比特。這是繼其其他創紀錄的以鳥命名的機器之后的一款，包括2021年的127比特芯片和去年的433比特芯片。

量子計算機承諾執行經典計算機無法完成的某些計算。它們通過利用糾纏和疊加等獨特的量子現象來實現這一目標，這使得多個量子比特可以同時存在于多個集體狀態中。

但這些量子狀態也因善變而臭名昭著，并容易出現錯誤。物理學家們試圖通過誘使幾個物理量子比特（每個比特由一個超導電路或一個個體離子編碼）共同工作，以表示一位信息的量子比特或“邏輯比特”。

作為其新方向的一部分，該公司還推出了一個名為Heron的芯片，擁有133個量子比特，但具有創紀錄的低錯誤率，比其先前的量子處理器低三倍。

研究人員普遍表示，最先進的糾錯技術將需要每個邏輯比特超過1,000個物理量子比特。那么，能夠執行有用計算的機器將需要擁有數百萬個物理量子比特。

但在最近幾個月里，物理學家們對一種名為量子低密度奇偶校驗（qLDPC）的替代糾錯方案表現出了興奮。IBM研究人員的一篇預印本表示，該方案承諾將這個數字削減至10或更少的因子。該公司表示，現在將專注于構建設計為容納400左右物理量子比特的少量qLDPC糾正的芯片，然后將這些芯片進行網絡連接。

哈佛大學物理學家Mikhail Lukin表示，IBM的預印本是“出色的理論工作”。他說：“也就是說，使用超導量子比特實施這種方法似乎非常具有挑戰性，而在這一平臺上進行概念驗證實驗可能需要數年時間?！盠ukin及其合作者進行了類似的研究，探討了使用個體原子而不是超導環來實施qLDPC的前景。

問題在于，qLDPC技術要求每個量子比特直接連接至少其他六個量子比特。在典型的超導芯片中，每個量子比特只連接到兩到三個鄰居。但IBM Quantum的首席技術官、凝聚態物理學家Oliver Dial表示，公司已經制定了一個計劃：它將在其量子芯片的設計中添加一層，以允許qLDPC方案所需的額外連接。IBM今天公布的量子研究的新路線圖顯示，到本世紀末，它將實現有用的計算，比如模擬催化劑分子的工作。Dial表示：“這一直是夢想，一直是一個遙遠的夢想。實際上，它已經足夠接近，以至于我們可以從今天的位置看到未來的道路，這對我來說是巨大的。”