IBM发布了有史以来第一个1000量子位量子芯

该公司宣布推出其最新的巨型芯片，但现在将专注于开发更小的芯片，并采用新的“错误纠正”方法。

IBM发布了第一台拥有超过1,000个量子比特（qubits）的量子计算机，这相当于普通计算机中的数字位。但该公司表示，现在将调整策略，将重点放在使其机器更加容错，而不是增加规模上。

多年来，IBM一直在遵循一个量子计算路线图，大致每年翻倍增加qubits的数量。12月4日发布的名为Condor的芯片具有1,121个超导qubits，排列成蜂窝状。它是继其他创纪录的、以鸟类命名的机器之后推出的，包括2021年的127个qubit芯片和去年的433个qubit芯片。

量子计算机承诺能够执行一些经典计算机无法完成的计算。它们通过利用纠缠和叠加等独特的量子现象来实现，这些现象使多个qubits可以同时存在于多个集体状态中。

但这些量子状态也因其易变性和容易出错而出了名。物理学家们试图通过协调几个物理qubits（每个编码在超导电路中，或者一个独立的离子中）共同表示一个信息的qubit，即“逻辑qubit”，来解决这个问题。

作为新战略的一部分，该公司还发布了一款名为Heron的芯片，拥有133个qubits，但错误率创下了纪录，比之前的量子处理器低三倍。

研究人员通常表示，现代化的纠错技术需要每个逻辑qubit超过1,000个物理qubits。而一台能够执行有用计算的机器则需要拥有数百万个物理qubits。

但近几个月来，物理学家们对一种名为量子低密度奇偶校验（qLDPC）的替代纠错方案兴奋不已。根据IBM研究人员的预印本，该方案承诺将该数字缩小10倍或更多。该公司表示，现在将专注于构建设计用于容纳几个经过qLDPC纠正的qubits的芯片，大约只需要400个物理qubits，然后将这些芯片进行网络连接。

哈佛大学物理学家Mikhail Lukin称IBM的预印本是“出色的理论工作”。他说：“话虽如此，使用超导qubits实现这种方法似乎极具挑战性，可能需要数年时间才能在这个平台上尝试概念验证实验。”Lukin及其合作者在使用单个原子而不是超导环来实现qLDPC方案的前景上进行了类似的研究。

问题在于，qLDPC技术要求每个qubit直接连接至少六个其他qubits。在典型的超导芯片中，每个qubit只连接两到三个邻居。但IBM Quantum的首席技术官、凝聚态物理学家Oliver Dial表示，该公司已经有了计划：它将在量子芯片的设计上添加一层，以满足qLDPC方案所需的额外连接。

IBM今天公布的量子研究新路线图显示，到本十年末，该公司将实现有用计算，如模拟催化剂分子的工作。Dial表示：“这一直是梦想，而且一直是一个遥远的梦想。能够让它离我们如此之近，以至于我们可以看到从今天到达那里的路径，对我来说是巨大的。”