11 月 9 日，IBM 宣布了在量子硬體和軟體研發方面取得的最新進展，并闡述了公司以量子為中心的超級計算機系統的未來願景。
圖 | IBM 量子計算機研究者合影（來源：IBM）
最值得關注的是，IBM 公司具有優質配置的量子計算機“魚鷹”（Osprey），内含的“魚鷹”晶片（Osprey chip）支援 433 量子比特位。
據悉，Osprey 計算機量子比特數量是去年釋出的 Eagle 計算機量子比特數量的 3 倍。
433 量子比特的 Osprey 計算機
新的 Osprey 計算機可以進行複雜的量子計算。
圖 | 433 量子比特的 Osprey（來源：IBM）
在配置方面，與去年釋出的 Eagle 一樣，Osprey 之中的線路分布具有多層次。這種線路布局增強了信号傳輸和裝置安裝的靈活性。
同時，Osprey 憑借特殊的內建濾波功能可以降噪并且使裝置運作起來更穩定。另外，Osprey 的導線密度相較于以往計算機提升了百分之七十，大大降低了相關成本。
為解決 Osprey 中的糾錯問題，IBM 還同時釋出了配套 Qiskit Runtime 軟體的更新版本。更新後的軟體允許使用者通過應用程式程式設計接口（API，Application Programming Interface）中的一個簡單選項減少錯誤計數。
動圖 | Osprey（來源：IBM）
此外，Osprey 運用柔性帶狀電纜替代了之前 Eagle 中使用的微波電纜。柔性帶狀電纜既可以在低溫條件下使用，也不會因為過多的熱量輸出使不同的量子比特之間發生幹擾。
其次，Osprey 具有最新的控制電路，可以與量子計算機的相關裝置比對，輸出精确的信号、頻率與功率。另外，Osprey 可使同一台裝置同時控制 400 多個量子比特。
具體來講， Osprey 計算機含有可在低溫下運作的納米晶片。該晶片可以在 -269.15℃ 的低溫下發揮作用，并将電路進行了內建，借此降低裝置體積與使用過程中的能量損耗。
計劃推出 Quantum System 2
IBM 計劃在完成研發 1000 個量子比特計算機的既定目标之後，重點推出能夠與之相比對的量子系統 Quantum System 2。該系統擁有子產品化和靈活的量子計算架構，能将多個處理器結合到具有同一個通信鍊路的單一系統中。
圖 | 具有低溫恒溫器的 IBM Quantum System 2 配置（來源：IBM）
具體來講，系統能夠在合理的運作時間内計算出“具有 100 個量子比特和 100 個門操作的電路”的無偏可觀測值，并能夠借助 Heron 處理器降低錯誤率，可以在不到一天的時間内運作一個 100×100 的電路，産生無偏倚的結果。該系統預計在 2023 年底前推出，将為打造以量子為核心的超級計算機奠定基礎。
IBM 在官網上也發表聲明稱：“該計算機系統将在明年年底前正式投入使用，能夠通過連接配接其它三個量子系統建構出多達 16632 個量子比特計算系統。”
量子計算技術在發展的同時也伴随着安全問題。随着量子計算機變得越來越強大，技術提供商必須采取相關措施，保護系統中的資訊免受量子計算機的危害。而 IBM 同樣能夠提供相關技術和服務。
為證明IBM 具有保障量子計算機安全性的技術優勢，在峰會期間，IBM 和沃達豐公司還達成了一項合作協定，共同尋找在沃達豐的基礎設施中應用IBM 量子安全密碼學的解決方案。
綜合看來，IBM 新推出的 Osprey 晶片不僅在量子比特方面具有優勢，還在制冷、電子控制裝置和布線方面進行了全方位的提升。随着IBM 量子系統規模的不斷擴大，未來有望達到更多量子比特的既定目标。
IBM 量子計算機的研究員兼副總裁傑伊·甘貝塔（Jay Gambetta）在官網上說：“我們在量子比特方面的突破重新定義了量子計算機未來的發展趨勢。我們也稱之為以量子為中心的超級計算方式。在此過程中系統的子產品化、通信方式的更新和中間件的更新将有助于提升可變化的計算能力。”
支援：張智
參考資料：
https://newsroom.ibm.com/2022-11-09-IBM-Unveils-400-Qubit-Plus-Quantum-Processor-and-Next-Generation-IBM-Quantum-System-Two?mhsrc=ibmsearch_a&mhq=Osprey
https://research.ibm.com/blog/next-wave-quantum-centric-supercomputing
https://www.reuters.com/technology/ibm-launches-its-most-powerful-quantum-computer-with-433-qubits-2022-11-09/
https://spectrum.ieee.org/ibm-quantum-computer-osprey