IBM刚刚宣布,将收购位于加州马里布的老牌研究实验室HRL Laboratories。这笔交易从通用汽车和波音手中买下实验室,虽未公布金额,但预计本季度末完成交割。HRL已运转超过80年,在光学、人工智能和卫星推进等领域都留下过重要印记。而IBM这次出手,看中的是HRL在量子处理器设计上的积累——尤其是一种名为“自旋量子比特”的技术路线。
如今的IBM已经是量子硬件市场的主要玩家。去年,它发布了一颗120量子比特的Nighthawk芯片,性能是上一代处理器的25000倍。按照公开路线图,IBM希望在2033年推出代号“Blue Jay”的系统,届时处理能力将达到现有硬件的20万倍。这套宏大的规划目前全部围绕着超导量子比特设计展开,而HRL走的是另一条路:自旋量子比特。
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两种量子比特都基于硅,用标准芯片制造设备就能生产,也都需要极低温冷却。但它们表示数据的方式截然不同。超导量子比特依赖一种叫约瑟夫森结的特殊电路——简单说,就是两片超导材料间夹着一层绝缘体,通过对结的操控实现量子态的编码与读取。而自旋量子比特直接把信息编码在单个电子的自旋状态里,这些电子被禁锢在纳米尺寸的“量子点”中。有意思的是,量子点同样被用来制造高端显示面板,但在HRL手里,它们成了承载量子信息的容器。
今年早些时候,HRL展示了一款集成18个自旋量子比特的芯片。这套方案最亮眼的部分不是量子比特本身,而是它的操控模块。过去,操控模块和量子比特之间必须靠一大堆粗重的导线连接,不仅挤占空间,也让系统设计愈发复杂难控。HRL用超导互连技术取代了这些导线,按其实验室的说法,效率更高,也更容易把规模做大。和传统芯片类似,量子处理器的电路做得越小,性能越强。理论上,自旋量子比特可以收缩到比超导电路更小的尺寸,这正是IBM在Blue Jay系统之后寻求新性能突破时所迫切需要的。
HRL首席执行官Rob Vasquez在声明中说:“加入IBM是我们团队在HRL所构建事业的自然下一章节,我们多年来一直在探索如何以今天看似不可能的规模建造未来的量子计算机。”这笔收购还让IBM在其它市场得到扩张。HRL同时也在开发量子传感器,这类器件利用量子力学效应实现超高精度的测量,在导航、医学成像等场景都有想象空间。收购完成后,IBM的量子版图将从计算芯片延伸到感知前端,而自旋量子比特的引入,则为其2033年之后的工程路线图埋下了一个更具弹性的支点。
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