IBM Q发布通往商用量子计算时代最新路线图，2025年交付4000-Qubit系统
昨日，IBM 宣布，到 2025 年，推出 4,000 量子比特处理器的量子计算机，并将量子计算投入实际应用。
图｜IBM最新路线图（来源：IBM）
IBM分享了其构建模块化架构的路线图，该架构将使量子计算机拥有更多的量子比特。除了增加量子比特的数量外，该公司还致力于构建软件以“在量子和经典资源之间分配工作负载”。
到目前为止，IBM 已经发布了多达 127 个量子比特的量子处理器。去年 11 月，IBM 表示正在开发两种具有更高计算能力的新处理器。具有 433 个量子比特的名为 Osprey 的处理器预计将于 2022 年某个时候推出，而具有 1,121 个量子比特的名为 Condor 的第二个处理器可能会在 2023 年底推出，IBM 称其为“世界上第一个拥有超过 1000 个量子比特的通用量子处理器”。
图｜IBM 127-Qubit量子芯片（来源：IBM）
通过模块化架构，IBM 希望使用这些处理器来实现相当于 4,000 个量子比特的处理器。IBM表示，它将部署芯片级耦合器，将多个芯片连接在一起，有效地形成一个单一的大型处理器。
量子计算副总裁 Jay Gambetta表示， 通过将模块化量子处理器与由 Qiskit Runtime 协调的经典基础设施相结合，我们正在构建一个平台，让用户可以轻松地将量子计算构建到他们的工作流程中，从而应对我们这个时代的基本挑战。
Qiskit Runtime 是一个容器化的运行时软件，它在 IBM Cloud 上运行，并使用经典计算机优化工作负载，然后在大规模量子系统上高效地执行它们。富士通等其他公司也在类似的路线上进行探索。
此外，IBM 表示将开发软件来改善量子计算机中的错误抑制和缓解。与经典计算机不同，量子物理定律限制了纠错在量子计算机中的工作方式。这使得它们很容易受到干扰，从而导致在其上运行的量子算法出错。
图｜IBM Quantum System One（来源：IBM）
Gambetta表示，随着量子计算的成熟，IBM不仅仅是在量子硬件方面，IBM正在构建下一代计算。为了从世界领先的硬件中受益，IBM需要开发能够利用它的软件和基础设施。
因此，IBM 在今年早些时候发布了一套现成的原始程序，预先构建的程序允许开发人员轻松访问量子计算的输出，而无需对硬件有复杂的了解。IBM 打算在 2023 年扩展该程序集，使开发人员能够在并行化的量子处理器上运行它们。
IBM还计划通过低级编译和后处理方法来提高原始性能，例如引入错误抑制和缓解工具，这些高级原语将允许算法开发者使用Qiskit Runtime服务作为API，用于整合量子线路和经典例程，以构建量子工作流程。
这些工作流程将处理一个给定的问题，将其分解为更小的量子程序和经典程序，根据哪个更有效，以并行或串行方式细化这些过程，然后使用编排层“电路缝合”所有这些不同的数据流回到经典计算机可以理解的连贯结果。IBM 将其专有的拼接基础设施称为 Quantum Serverless，并且根据新的路线图，将在 2023 年将该功能部署到其核心量子软件堆栈。
Gambetta表示，到明年，将开始为希望使用 Qiskit Runtime 和 Quantum Serverless 解决特定用例的用户设计量子软件应用程序原型，IBM将通过其第一个测试用例机器学习开始定义这些服务，并与合作伙伴一起加速走向有用的量子软件应用程序的道路。
到 2025 年，模型开发人员将能够探索机器学习、优化、金融、自然科学等领域的量子应用。
这些硬件和软件系统将共同构成 IBM Quantum System Two ，第一个原型机计划在明年投入使用。
[1]https://newsroom.ibm.com/2021-11-16-IBM-Unveils-Breakthrough-127-Qubit-Quantum-Processor
[2]https://newsroom.ibm.com/2022-05-10-IBM-Unveils-New-Roadmap-to-Practical-Quantum-Computing-Era-Plans-to-Deliver-4,000-Qubit-System
[3]https://research.ibm.com/blog/ibm-quantum-roadmap
[4]https://www.engadget.com/ibm-eagle-processor-050133991.html
[5]https://www.engadget.com/2017-03-06-ibm-to-build-universal-quantum-computer.html