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IBM发布了其量子路线图 称它将在2023年拥有1000量子比特的机器

2020-09-16 15:23:15来源:

IBM公司今天,它首次发布了其量子计算硬件未来的路线图。这里有很多需要消化的东西,但是短期内最重要的消息是,该公司认为,到最后,它正在构建一个具有超过1000个量子比特(约10至50个逻辑量子比特)的量子处理器。 2023年。

目前,该公司的量子处理器最高可达到65量子比特。它计划在明年推出127量子位处理器,并在2022年推出433量子位处理器。为达到这一点,IBM还在建造一个全新的稀释冰箱来容纳这些更大的芯片,以及连接多个芯片的技术。这些单元可构建类似于当今经典芯片中的多核体系结构的系统。

IBM的Dario Gil告诉我,该公司在宣布此路线图时做出了明智的选择,并将其比喻为半导体行业的诞生。

“如果您观察建立一个行业与进行一个项目或进行科学实验并推动一个领域前进所需要的差异,那么我们就有一种哲学,那就是我们需要做的是建立一支由三个团队组成的团队。就必须融合在一起的文化而言,一切都很好。那就是科学文化,路线图文化和敏捷文化。”吉尔说。

他认为,要达到量子产业的最终目标,即建造大规模,容错的量子计算机,该公司可以采取两条不同的道路。第一个更像是阿波罗计划,每个人都聚在一起解决一个问题十年,然后在这一突破性时刻将所有不同部分聚在一起。

他说:“一种不同的哲学是说,'今天你能做什么',并把这种能力发挥出来。”“然后获得用户驱动的反馈,这是一种敏捷文化,作为一种继续传递给社区并以此方式建立社区的机制,您必须制定进度路线图。我们坚信后一种模型。同时,您必须要做科学,路线图和反馈,然后将事情付诸实践。”

但是他也认为,我们现在已经进入了量子产业的新纪元。“我们已经到了进行足够的总投资的地步,这对于开始拥有协调机制和信号机制非常重要,这样我们就不会严重分配资源,我们可以让每个人都做。”

他把它比作半导体行业的早期,每个人都在做所有的事情,但是随着时间的流逝,第三方供应商的生态系统如雨后春笋般冒出来。如今,当公司引入诸如极紫外光刻技术之类的新技术时,IBM认为它正在为当今的量子产业设计的路线图可帮助各方协调工作。

他还认为,该行业的复杂程度已经大大提高,以至于每个参与者都无法自己做任何事情。反过来,这意味着生态系统中的各个参与者现在可以专注于专门研究并确定他们最擅长的领域。

“您要这样做,您需要材料吗?沉积技术?然后,您需要设备专业知识。您如何进行耦合?您如何包装?您如何接线?您如何处理放大器,低温设备,室温电子设备,然后如何从下至上整个软件堆栈?并不断。因此,您可以采取这样的方法:“好吧,您知道,我们将做所有这一切。”好的,好的,在一开始,您需要做所有的事情来进行集成,但是随着时间的流逝,就像我们应该从事同轴电缆的业务一样?”

例如,在Q-CTRL和Quantum Machines之间的最新合作中,我们已经看到了今天的一些情况。

吉尔(Gil)认为,随着通向1,121量子比特机器的道路推动整个堆栈的改进,2023年将是该行业的拐点。IBM试图执行的这些性能改进中最重要且雄心勃勃的就是将错误率从现在的大约1%降低到接近0.0001%。但纵观几年前其机器的发展轨迹,这就是生产线所指向的数字。

但这只是问题的一部分。正如吉尔指出的那样:“随着这项技术变得越来越丰富和复杂,创新堆栈的每一层最终都变得几乎像一个无限领域。”对于半导体行业而言,这是正确的,对于量子行业而言,甚至更是如此。随着这些芯片变得越来越复杂,它们也变得越来越大—这意味着即使IBM正在制造的10英尺冰箱也无法容纳超过一百万个量子比特。在这一点上,您必须在这些腔室之间建立互连(因为仅冷却一个腔室需要花费近14天的时间,您就无法真正以任何可观的速度进行实验和迭代)。正如Gil所说的那样,构建这种“量子内部网”绝非易事,但对于构​​建更大的互连机器至关重要。

吉尔说:“我们正在并行追求所有这些方面。”“我们正在根据设备和功能将在未来十年内[…]进行投资,因为当您遇到此问题并且仅从那时开始时,您将永远无法实现。”

在公司及其竞争对手努力构建硬件的同时,也为构建用于量子计算的软件栈付出了很多努力。吉尔在这里强调的一件事是,现在是时候开始考虑量子算法和量子电路了,即使今天,它们在量子计算机上的性能仍然要比传统机器差。确实,吉尔希望开发人员对量子比特的思考要比对电路的思考少。

“当[开发人员]调用一个函数,现在将其转移到云中时,幕后将发生什么?吉尔解释说,将有量子电路库,并且在这些电路上将有大量的创新和创造力以及知识产权。然后,这些电路必须映射到正确的量子硬件,实际上,看起来IBM的愿景不是针对单一种类的量子处理器,而是针对具有不同布局和拓扑结构的量子处理器。

吉尔说:“我们自己已经每天从外部世界运行超过十亿条量子电路,每天超过十亿条。”“未来将是通过嵌入在软件应用程序中的这些支持云的服务,每天在幕后的量子硬件上执行数万亿个量子电路的地方。”