IBM发布了首款拥有1,000个量子比特的量子芯片

IBM发布了首款拥有1,000个量子比特的量子芯片。这相当于普通计算机中的数字位。然而，该公司表示，将转变关注重心，专注于使其机器更具抗错性，而非追求更大的芯片。

多年来，IBM一直在遵循一项量子计算路线图，该路线图每年大致将量子比特数量翻一番。于12月4日发布的芯片名为Condor，拥有1,121个呈蜂窝状排列的超导量子比特。这是继其其他创纪录的以鸟命名的机器之后的一款，包括2021年的127比特芯片和去年的433比特芯片。

量子计算机承诺执行经典计算机无法完成的某些计算。它们通过利用纠缠和叠加等独特的量子现象来实现这一目标，这使得多个量子比特可以同时存在于多个集体状态中。

但这些量子状态也因善变而臭名昭著，并容易出现错误。物理学家们试图通过诱使几个物理量子比特（每个比特由一个超导电路或一个个体离子编码）共同工作，以表示一位信息的量子比特或“逻辑比特”。

作为其新方向的一部分，该公司还推出了一个名为Heron的芯片，拥有133个量子比特，但具有创纪录的低错误率，比其先前的量子处理器低三倍。

研究人员普遍表示，最先进的纠错技术将需要每个逻辑比特超过1,000个物理量子比特。那么，能够执行有用计算的机器将需要拥有数百万个物理量子比特。

但在最近几个月里，物理学家们对一种名为量子低密度奇偶校验（qLDPC）的替代纠错方案表现出了兴奋。IBM研究人员的一篇预印本表示，该方案承诺将这个数字削减至10或更少的因子。该公司表示，现在将专注于构建设计为容纳400左右物理量子比特的少量qLDPC纠正的芯片，然后将这些芯片进行网络连接。

哈佛大学物理学家Mikhail Lukin表示，IBM的预印本是“出色的理论工作”。他说：“也就是说，使用超导量子比特实施这种方法似乎非常具有挑战性，而在这一平台上进行概念验证实验可能需要数年时间。”Lukin及其合作者进行了类似的研究，探讨了使用个体原子而不是超导环来实施qLDPC的前景。

问题在于，qLDPC技术要求每个量子比特直接连接至少其他六个量子比特。在典型的超导芯片中，每个量子比特只连接到两到三个邻居。但IBM Quantum的首席技术官、凝聚态物理学家Oliver Dial表示，公司已经制定了一个计划：它将在其量子芯片的设计中添加一层，以允许qLDPC方案所需的额外连接。IBM今天公布的量子研究的新路线图显示，到本世纪末，它将实现有用的计算，比如模拟催化剂分子的工作。Dial表示：“这一直是梦想，一直是一个遥远的梦想。实际上，它已经足够接近，以至于我们可以从今天的位置看到未来的道路，这对我来说是巨大的。”