持有 Loon 量子计算机组件的 IBM 研究人员
国际商业机器公司
作为构建无差错量子超级计算机竞赛的竞争者IBM 一直采取与其最直接竞争对手不同的策略。现在，该公司推出了两款新型量子计算机，名为 Nighthawk 和 Loon，它们可以验证其方法，并可以提供使下一代这些设备真正有用所需的创新。
IBM 的量子超级计算机设计是模块化的，依赖于开发新方法来连接不同量子计算机单元内部和之间的超导量子位。杰伊·甘贝塔 (Jay Gambetta) 表示，当该公司首次推出该产品时，一些研究人员质疑这些联系的实用性 在IBM。他说，这就好像人们在对 IBM 团队说：“‘你处于理论领域，你无法意识到这一点。’”和 [now] 我们将展示这一点 [to be] 错误的。”
在 Loon 中，每个量子位都与其他六个量子位相连，这些连接可以“打破平面”，这意味着它们不仅可以穿过芯片，还可以垂直移动，这是迄今为止其他超导量子计算机所不具备的能力。另一方面，Nighthawk 在量子位之间具有四路连接。
这种增强的连接性可能是克服现有量子计算机面临的一些最大挑战的关键——它可以提高它们的计算能力并消除它们出错的倾向。 Gambetta 表示，Nighthawk 的初步测试表明，它可以运行的量子计算程序比该公司目前最常用的量子计算机上运行的程序复杂 30%。这种增加的复杂性应该会导致量子计算机的更多应用，IBM过去的模型已经开始在化学等领域找到用途。
然而，该行业的圣杯是找到将量子位分组为所谓的逻辑量子位的方法，这是防错的，IBM 一直在倡导一种方法，要求这些组比竞争对手的方法更小，例如谷歌采用的方法。这可以让 IBM 实现无差错计算，同时避免构建数百万量子位所需的一些成本和工程挑战。但如果量子位之间没有大量连接，它就无法工作——Gambetta 表示他们已经在 Loon 上实现了这种连接。
斯蒂芬·巴特利特 澳大利亚悉尼大学的研究人员表示，虽然有必要对新设备进行更多测试和基准测试，但增加的量子位连接性令人兴奋。 “这并不是解决将超导设备扩大到真正有用的算法所需的尺寸的所有问题的灵丹妙药，但它仍然是朝着这个目标迈出的重要一步，”他说。
但前方的道路上仍然存在工程和物理挑战。其中之一是设计在计算结束时读出量子计算机输出的最佳方法，甘贝塔表示，这是该公司最近取得进展的另一个领域。 IBM 的马蒂亚斯·史蒂芬 表示该团队现在还将努力增加每个量子位的 “相干时间”。这是衡量它在计算中保持有用的量子状态多长时间的指标，当向量子位添加新连接时，量子状态通常会降低。该团队还在设计在计算运行时重置一些量子位的方法。
该公司计划在 2026 年推出一款模块化量子计算机，该计算机将能够存储和处理信息，这将通过即将进行的 Loon 和 Nighthawk 测试来提供信息。
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