IBM两项新量子处理器突破：攻关千年计算难题

11月13日消息，IBM发布了两款实验性量子芯片：Loon处理器与Nighthawk芯片。这一技术突破或将首次让机器能够依据量子物理规律进行运算，并着手破解传统计算系统无法解决的复杂问题。

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这不仅是一次技术创新，更可能标志着人类与“千年计算难题”之间的距离，已缩短至清晰可见的尺度。

当然，“千年难题”并非严格意义上的时间概念，而是象征人类自古以来对计算本质的持续探索：如何让计算机像自然界一样并行思考，并在有限时间与能量范围内，重现复杂世界的无穷变化？

传统计算机遵循基于确定性的二进制逻辑，而现实世界却遵循量子叠加与概率的不确定性规律。量子计算正是试图跨越这道鸿沟。

IBM研究总监杰伊·甘贝塔（Jay Gambetta）对此表示：“我们正在尝试做一件从未有人做到的事，那就是让量子系统在不完美的条件下持续稳定运行。”

其中Quantum Nighthawk堪称迄今为止最先进的量子处理器之一，其架构旨在与高性能量子软件协同工作。预计在明年实现量子优势后，届时量子计算机解决问题的能力，将超越所有仅采用经典方法的计算系统。

Nighthawk预计将于2025年底交付给IBM用户。它提供120个量子位（Qubit），并通过218个下一代可调耦合器实现连接，其耦合器数量相比IBM Quantum Heron处理器增加了20%以上。

连接性的增强将使用户能够准确执行比IBM以往处理器复杂30%的电路，可探索需要多达5000个双量子比特门的计算任务。

IBM预计Nighthawk的后续迭代将在2026年底前提供多达7500个双量子比特门，到2028年更可支持高达15000个。

与此同时，IBM Quantum Loon首次展示了实现容错量子计算所需的所有关键处理器组件，为实现“容错量子计算机”铺平道路。

“容错”是量子计算走出实验室的最大障碍。它要求系统即使在存在计算误差的情况下，也能通过自我纠错保持结果的准确性。

Loon处理器首次展示了可扩展、实用的高效量子纠错所需组件，包括引入多层高质量、低损耗的布线层，实现远程量子位物理连接，以及在计算之间重置量子位的技术。

IBM首席执行官阿尔温德·克里希纳（Arvind Krishna）指出：“如果说人工智能让计算学会了思考，那么量子计算将让计算学会推演未来。”