IBM 发布了首台拥有超过 1,000 个量子比特的量子计算机——相当于普通计算机中的数字比特。但该公司表示，现在将转变方向，专注于使其机器更具抗错性，而不是更大。
多年来，IBM 一直遵循量子计算路线图，该路线图大致每年将量子比特数量翻一番。12 月 4 日发布的这款名为 Condor 的芯片，拥有 1,121 个以蜂窝状模式排列的超导量子比特。它延续了其其他创纪录的、以鸟类命名的机器，包括 2021 年的 127 量子比特芯片 和去年推出的 433 量子比特芯片。
量子计算机有望执行某些经典计算机无法完成的计算。它们将通过利用独特的量子现象（如纠缠和叠加）来实现这一点，这些现象允许多个量子比特同时存在于多个集体状态中。
关于支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您正在帮助确保未来能够继续报道关于发现和塑造我们当今世界的想法的具有影响力的故事。
但这些量子态也非常不稳定，容易出错。物理学家们试图通过诱导多个物理量子比特——例如，每个量子比特都编码在超导电路或单个离子中——协同工作来表示一个信息量子比特，即“逻辑量子比特”，从而绕过这个问题。
作为其新策略的一部分，该公司还发布了一款名为 Heron 的芯片，该芯片拥有 133 个量子比特，但错误率创历史新低，比其之前的量子处理器低三倍。
研究人员普遍认为，最先进的纠错技术将需要每个逻辑量子比特超过 1,000 个物理量子比特。一台能够进行有用计算的机器则需要拥有数百万个物理量子比特。
但在最近几个月，物理学家们对一种名为量子低密度奇偶校验 (qLDPC) 的替代纠错方案感到兴奋。IBM 研究人员的一篇预印本表明，这种方案有望将该数字减少 10 倍或更多。该公司表示，现在将专注于构建旨在在仅约 400 个物理量子比特中容纳少量 qLDPC 校正量子比特的芯片，然后将这些芯片联网在一起。
哈佛大学位于马萨诸塞州剑桥市的物理学家 Mikhail Lukin 表示，IBM 的预印本是“出色的理论工作”。Lukin 说：“话虽如此，使用超导量子比特实施这种方法似乎极具挑战性，即使在这个平台上尝试概念验证实验，也可能需要数年时间。” Lukin 及其合作者对使用单个原子而不是超导环路实施 qLDPC 的前景进行了类似的研究。
关键在于 qLDPC 技术要求每个量子比特直接连接到至少六个其他量子比特。在典型的超导芯片中，每个量子比特仅连接到两个或三个相邻量子比特。但 IBM 量子部门的凝聚态物理学家兼首席技术官 Oliver Dial 表示，IBM 位于纽约州约克镇高地的托马斯·J·沃森研究中心，该公司有一个计划：它将在量子芯片的设计中增加一个层，以允许 qLDPC 方案所需的额外连接。
IBM 今天发布的关于其量子研究的新路线图 显示，预计到本十年末将实现有用的计算——例如模拟催化剂分子的工作原理。“这始终是梦想，而且始终是一个遥远的梦想，”Dial 说。“实际上，它已经足够接近，以至于我们可以看到从我们今天所处的位置到目标的路径，这对我来说是巨大的。”
本文经许可转载，并于 2023 年 12 月 4 日首次发表。