IBM目标在2023年建置1,000量子位元处理器

量子电脑能够提供远超越现今传统电脑的运算能力，解决当前无法解决的难题，不少高科技公司皆投入资源发展自己的量子电脑技术，IBM则是其中之一，该公司提到，发展量子电脑就像是人类当时登入月球一样，IBM最终目标是要建构一台超大型量子电脑，执行革命性应用程序，或是生产足以改变世界的材料，甚至是转变商业模式。

IBM发布了量子电脑发展路线图，揭露了IBM一路到2023年的量子电脑计划，从当前充满噪声的小型装置，未来要发展到具有百万量子位元的装置。IBM团队正在开发一套可扩展的处理器，其目标是要在2023年，打造出拥有超过1,000量子位元，称为IBM Quantum Condor的处理器，而且为了容纳Condor，IBM还需要打造比起市面上还要大上许多的稀释冰箱（Dilution Refrigerator）。

量子处理器透过基本粒子进行数学计算，以扩展运算能力，其使用量子电路而非数位电脑的逻辑电路，IBM提到，他们使用超导体Transmon量子位元，也就是以人工原子的电子量子态来表示资料，但是因为与外界环境的交互作用，量子位元很快就会失去量子态，因此IBM团队所面临的挑战，是要想办法尽可能长时间控制这些量子位元，并且降低错误，才能运作够未来量子应用需要的量子电路。

当前IBM云端上，有超过12个量子系统供外界试用，包括5量子位元的IBM Quantum Canary处理器，还有27量子位元的IBM Quantum Falcon处理器，在最近，IBM还改进IBM Quantum Falcon处理器，达到64量子体积（Quantum Volume）。

量子体积是概括性的效能指标，综合量子电脑的能力与错误率，可用来评估量子电脑整体效能，当量子体积越大，则越能被实际用来解决问题，IBM提到，在8月的时候他们的量子电脑达到量子体积64，这项成果并非增加量子位元，而是改进编译器，改善两个量子位元闸的校准，还提升了噪声处理以及读取量子位元的方式，以实现更可靠的良率。

（图片来源／IBM）

除了改进小型装置之外，IBM也持续发展更大型的量子系统，在这个月发布了最新的IBM Quantum Hummingbird处理器，这是继IBM Quantum Falcon处理器之后的下一代成员，具有65量子位元，因为改进了读取资料需要的布线和元件数，因此扩展的能力更佳。

IBM预计在明年就会推出127量子位元的IBM Quantum Eagle处理器，这将会是正式突破100量子位元的里程碑，接着在2022年还会发布433量子位元的IBM Quantum Osprey系统，并计划在2023年发表1,121量子位元的IBM Quantum Condor处理器。IBM提到，Condor将会是另一里程碑，代表IBM有纠错和扩展量子系统的能力，并真正将量子电脑提升到足够复杂的程度，可用来探索量子电脑带来的优势。

为了要在2023年打造Condor，IBM还需要建造一个足够容纳Condor的稀释冰箱，目前市面上冷却和隔离这类大型复杂装置的稀释冰箱，已经不敷IBM使用，因此IBM从头开始设计稀释冰箱，同时还考量容纳百万量子位元装置需求，这个新的超级冰箱高约为3米，宽约为2米，IBM已经开始基本的可行性测试，完成之后，每个冰箱将可容纳100万个量子位元，并且能够像目前连接超级电脑的方式，透过连接冰箱组成一个大规模平行量子电脑。