文|張婧怡
編輯|鄧詠儀
12月4日,美國老牌科技巨頭IBM(IBM.US)公司召開了年度量子計算峰會,在會上,IBM展示了其推出的全新量子計算芯片“蒼鷺”和量子計算機,并表示希望這款芯片和機器“能在10年后成為更大規模應用體系的基石”。
“量子蒼鷺”,或許是IBM歷史上表現最強的量子處理器。與公司此前推出的“量子鷹”處理器相比,“量子蒼鷺”的誤差率降低了3-5倍。早前IBM在社交媒體上就曾提到,他們將提供一種新的降低誤差的方法:將機器內部芯片連接在一起,然后再將機器連接在一起,這種方法與一種全新的糾錯代碼相結合,能夠大幅提高計算精度。
同步發布的全球首個模塊化可大規模實用化的量子計算機系統 “量子系統二號”,旨在解決超過經典超級計算機能力范圍的復雜問題。這一系統使用了三個“量子蒼鷺”芯片。IBM表示,“蒼鷺”芯片所包含的133個量子位(Qubit),能夠擴充量子態的表示空間,可以探索更廣闊的計算領域。
同為科技巨頭的谷歌,在數月前發布的Sycamore量子處理器中,僅包含了70余量子位,誤差率相對較高,相比之下,IBM對于量子位的數量似乎有著更高的要求。今年6月份,IBM就曾經宣布實現了一項突破,即可以在100個量子位的規模上,產生更精確的結果,IBM還《自然》期刊上宣布開發出了一種“錯誤緩解”的方法,極大降低了量子計算的出錯率。“在2029年之前,技術進展似乎相當穩定,屆時糾錯技術將發揮全面性質的作用。”IBM高級副總裁兼研究主管達里奧?吉爾(Dario Gil)在發布會上提到。IBM對于準確和高效的超高要求,也加速了他們芯片的落地。
量子糾纏允許量子計算機同時處理大量信息,實現海量并行計算
目前,用戶已經可以通過云平臺訪問“量子蒼鷺”,IBM還表示,接下來的一年時間里,會有更多“量子蒼鷺”處理器被投入市場使用。
相比于傳統計算機基于晶體管來構造邏輯門和存儲單元,從而進行數據處理和存儲,量子計算機利用量子力學的特性,如量子疊加和量子糾纏,提供一種全新的計算范式,理論上來講,量子計算能夠在某些特定領域(如大數分解、量子模擬)極大程度超越傳統計算機的計算能力。
量子計算的商業化正在逐步成為現實。吉爾談到IBM的最新芯片時表示,“我們需要一段時間才能從科學價值轉向商業價值,但我認為量子研究和商業化之間的區別正變得越來越緊密。”
目前,許多實驗室和大學已經開始使用IBM的這些全新體系,開展前沿量子計算研究。美國能源部阿貢國家實驗室、東京大學、加州大學伯克利分校等均已在嘗試將量子計算用于探索量子物理、化學、材料等領域的復雜問題。量子計算,正在比以往更快地成為科學的“實用工具”。
正如IBM官方博文提到的:“我們已經進入了量子計算的新時代,因為過去幾十年的主題是這項新技術出現和建立,現在則是奠定基礎,讓量子計算徹底成為現實以及實現商業化。
生成式AI和大模型的興起,比以往更要求極致的算力。未來,量子計算機的能力或將大幅提升,如同十余年以來緩慢發展的AI和機器學習在一年時間里突然發生翻天覆地的變化一樣,屬于量子計算的算力時代,或許已經不再遙遠。