IBM發(fā)布127量子位元處理器Eagle，已無(wú)法用古典計(jì)算機(jī)模擬

IBM披露了其最新的量子計(jì)算技術(shù)的研究，發(fā)布127量子位元Eagle處理器，IBM提到，Eagle處理器是以量子物理為基礎(chǔ)，在大規(guī)模運(yùn)算上的重大突破，127量子位元代表著已經(jīng)無(wú)法在古典計(jì)算機(jī)上，精確地模擬量子電路。另外，IBM還展示了下一代量子系統(tǒng)IBM Quantum System Two的計(jì)劃。

量子運(yùn)算是在次原子層級(jí)上，利用物質(zhì)的基本量子性質(zhì)，來(lái)極大幅度提高運(yùn)算能力，而量子基本運(yùn)算單位則是量子電路，當(dāng)量子處理器擁有更多的量子位元，則代表可以執(zhí)行的量子電路越復(fù)雜，也就越有使用價(jià)值。

Eagle是IBM所開(kāi)發(fā)的第一個(gè)，包含超過(guò)100個(gè)可操作且可連接量子位元的量子處理器，這是繼2019年27量子位元的Falcon處理器，以及2020年65量子位元Hummingbird處理器之后，所推出的后繼量子處理器，IBM提到，他們進(jìn)行了許多創(chuàng)新才有這項(xiàng)進(jìn)展，像是能夠減少錯(cuò)誤的量子位元排列設(shè)計(jì)，以及開(kāi)發(fā)了一個(gè)可以減少必要組件的架構(gòu)。

Eagle處理器之所以能夠擁有這么多量子位元，IBM提到，他們利用新技術(shù)，將控制線路部署在多個(gè)物理層中，把量子位元保持在同一層內(nèi)，進(jìn)而顯著增加量子位元。增加量子位元使得用戶，在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或是執(zhí)行應(yīng)用程序時(shí)，能夠以更高的復(fù)雜度探索問(wèn)題，像是優(yōu)化機(jī)器學(xué)習(xí)，又或是替新分子或是材料建模等。

而127量子位元的Eagle處理器，是第一個(gè)無(wú)法以古典計(jì)算機(jī)可靠模擬的IBM量子處理器，需要用來(lái)表示127量子位元狀態(tài)的古典位元，數(shù)量比全人類(lèi)75億人身上的原子總數(shù)更多。IBM資深副總裁兼研究所所長(zhǎng)Darío Gil表示，Eagle處理器在量子計(jì)算機(jī)超越古典計(jì)算機(jī)的方向，邁出了重要的一大步。

2019年時(shí)，IBM推出了第一個(gè)集成量子計(jì)算系統(tǒng)IBM Quantum System One，IBM便用這些系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，部署云計(jì)算IBM Quantum服務(wù)，而隨著IBM繼續(xù)發(fā)展其量子處理器，因此IBM也就規(guī)劃推出下一代量子計(jì)算系統(tǒng)的概念I(lǐng)BM Quantum System Two，其目標(biāo)是要能夠結(jié)合IBM未來(lái)的433量子位元，和1,121量子位元處理器一起使用。

IBM Quantum System Two的核心是其模塊化的設(shè)計(jì)概念，官方解釋?zhuān)S著IBM按照其硬件路線圖前進(jìn)，并且構(gòu)建具有更大量子位元數(shù)的處理器，控制硬件需要具備擴(kuò)展的靈活性和資源，這些資源包括讓用戶操縱量子位元的控制電子設(shè)備，還有保持低溫的低溫冷卻設(shè)備。

控制低溫是量子系統(tǒng)很重要的一環(huán)，因?yàn)楫?dāng)量子位元保持在足夠低的溫度，其量子特性才會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)，因此IBM Quantum System Two除了結(jié)合新一代可擴(kuò)展量子位元控制電子設(shè)備，也有更高密度的低溫組件和纜線，而且IBM Quantum System Two還聯(lián)合冷卻系統(tǒng)廠商Bluefors，設(shè)計(jì)了全新低溫平臺(tái)，使得大型處理器有足夠的空間，也讓工程師可以輕松維護(hù)硬件。IBM預(yù)計(jì)IBM Quantum System Two會(huì)在2023年上線服役。