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量子計算突破:IBM推出新型模塊化系統,瞄準2033年超級計算機

時間:2024-04-17 23:49:54 

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  美國科技企業國際商業機器公司(IBM)公布了其在量子計算上的模塊舊版米樂m6app下載多項新進展,展示了量子計算與傳統超級計算等現有技術結合的化系力量,旨在實現以量子為中心的超級計算。

  當地時間12月4日,在紐約舉行的年度IBM量子峰會上,IBM公司推出了133量子位的量子處理器IBM Quantum Heron,可提供迄今為止IBM最高的性能指標和最低的錯誤率。該公司還推出了“IBM量子系統二號(IBM Quantum System Two)”,這是該公司第一臺模塊化量子計算機,使用3個Heron處理器運行。值得注意的是,IBM展示了一種新方法,將機器內部的處理器連接在一起,然后將機器連接在一起,以形成模塊化系統,當與新的糾錯代碼相結合時,有望在2033年生產出引人注目的量子機器:包括1000個邏輯量子比特的超級計算機,全面釋放量子計算的能量。

宣傳照片中可以看到“IBM量子系統2號”包含3個Heron處理器。宣傳照片中可以看到“IBM量子系統2號”包含3個Heron處理器。

  量子計算利用亞原子粒子的特性,使它們可以同時處于許多不同的狀態。這使得量子機器能夠同時進行大量計算,計算速度比經典計算機快得多,并有可能解決傳統計算機范圍之外的問題。但該系統所基于的量子位不穩定,只能在很短時間內保持其量子態,從而在計算中導致錯誤或“噪聲”。世界各地的研究人員正在努力完善量子計算。理論上,量子計算機非常適合對物質的亞原子行為進行建模,表明它在尋找新材料、解決能源問題和發現新藥物方面具有潛在用途。

  IBM高級副總裁兼研究總監達里奧·吉爾(Dario Gil)表示:“我們正處于量子計算機被用作探索科學新領域的工具的時代?!?“隨著我們繼續推進量子系統如何通過模塊化架構擴展和提供價值,我們將進一步提高公用事業規模(utility-scale)量子技術堆棧的質量,并將其交到我們的用戶和合作伙伴手中,他們將突破量子技術界限的更復雜的問題?!?/p>

  據IBM介紹,今年早些時候,該公司展示了127量子位處理器IBM Quantum Eagle可以作為一種科學工具來探索化學、物理和材料領域的公用事業規模問題。此后,美國能源部阿貢國家實驗室、東京大學、華盛頓大學、科隆大學、哈佛大學等研究機構和IBM擴大了公用事業規模量子計算的演示,以確認其在探索未知計算領域的價值。

  這包括在新的Heron處理器上運行的實驗,IBM通過云服務向用戶提供該處理器。Heron的錯誤率顯著降低,比Eagle之前創下的最佳記錄提高了五倍。

  12月4日,IBM還推出了名為Condor的處理器,擁有1121個超導量子位。多年來,IBM一直遵循量子計算路線圖,每年將量子比特數量增加約一倍。但該公司表示,現在將轉變方向,專注于使其機器更能防止錯誤,而不是變得更大。

在2023年IBM量子峰會上,IBM Quantum Heron作為IBM迄今為止性能最佳的量子處理器發布,其全新架構顯著降低了錯誤率。在2023年IBM量子峰會上,IBM Quantum Heron作為IBM迄今為止性能最佳的量子處理器發布,其全新架構顯著降低了錯誤率。

  “IBM量子系統二號”是IBM下一代量子計算系統架構的基礎。它將可擴展的低溫基礎設施和經典的運行時服務器與模塊化量子位控制電子設備相結合。該架構結合了量子通信和計算,輔以經典計算資源,并利用中間件層適當集成量子和經典工作流程。

  過去七年,IBM展開實驗,將足夠多的量子位連接在一起進行計算,研究如何充分控制量子位以便能夠對其狀態進行實際測量,并開發出第一個算法。

  吉爾表示,糾錯技術將在2029年全面發揮作用。之后,機器的能力應該會急劇提升,就像過去15年緩慢發展的人工智能系統在過去一年里變得更加復雜一樣。

  基于量子硬件、理論和軟件方面的突破,IBM將其量子開發路線圖延長至2033年,并提出新的目標:到2033年,以量子為中心的超級計算機將包括1000個邏輯量子比特,全面釋放量子計算的能量。作為路線圖的一部分,IBM計劃讓“IBM量子系統二號”也容納其未來幾代的量子處理器。此外,這些未來的處理器旨在逐步提高可以運行的操作質量,以顯著擴展其能夠處理的工作負載的復雜性和規模。

IBM將量子開發路線圖延長至2033年。IBM將量子開發路線圖延長至2033年。

  IBM還詳細介紹了新一代軟件堆棧的計劃。為了實現量子計算開發民主化,該公司宣布推出Qiskit模式,讓量子開發人員更輕松地創建代碼。此外,IBM還通過其企業AI平臺watsonx使用生成式AI進行量子代碼編程。

  《金融時報》報道稱,量子計算正開始履行其作為重要科學研究工具的承諾,IBM試圖平息人們對該技術無法達到預期的擔憂。近年來,對量子系統即將接近商業用途的預期引發了對該技術的一波融資浪潮。但有跡象表明,商業應用的進展比預期得遙遠,這引發了人們對可能出現“量子冬天”的警告,投資者信心和財務支持可能會減弱。

  IBM量子業務副總裁杰伊·甘貝塔(Jay Gambetta)表示:“我們需要一段時間才能從科學價值轉向商業價值?!?“但在我看來,研究和商業化正在變得越來越緊密?!?/p>

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