IBM目標在2023年建置1,000量子位元處理器

量子電腦能夠提供遠超越現今傳統電腦的運算能力，解決當前無法解決的難題，不少高科技公司皆投入資源發展自己的量子電腦技術，IBM則是其中之一，該公司提到，發展量子電腦就像是人類當時登入月球一樣，IBM最終目標是要建構一臺超大型量子電腦，執行革命性應用程式，或是生產足以改變世界的材料，甚至是轉變商業模式。

IBM發布了量子電腦發展路線圖，揭露了IBM一路到2023年的量子電腦計畫，從當前充滿雜訊的小型裝置，未來要發展到具有百萬量子位元的裝置。IBM團隊正在開發一套可擴展的處理器，其目標是要在2023年，打造出擁有超過1,000量子位元，稱為IBM Quantum Condor的處理器，而且為了容納Condor，IBM還需要打造比起市面上還要大上許多的稀釋冰箱（Dilution Refrigerator）。

量子處理器透過基本粒子進行數學計算，以擴展運算能力，其使用量子電路而非數位電腦的邏輯電路，IBM提到，他們使用超導體Transmon量子位元，也就是以人工原子的電子量子態來表示資料，但是因為與外界環境的交互作用，量子位元很快就會失去量子態，因此IBM團隊所面臨的挑戰，是要想辦法盡可能長時間控制這些量子位元，並且降低錯誤，才能運作夠未來量子應用需要的量子電路。

當前IBM雲端上，有超過12個量子系統供外界試用，包括5量子位元的IBM Quantum Canary處理器，還有27量子位元的IBM Quantum Falcon處理器，在最近，IBM還改進IBM Quantum Falcon處理器，達到64量子體積（Quantum Volume）。

量子體積是概括性的效能指標，綜合量子電腦的能力與錯誤率，可用來評估量子電腦整體效能，當量子體積越大，則越能被實際用來解決問題，IBM提到，在8月的時候他們的量子電腦達到量子體積64，這項成果並非增加量子位元，而是改進編譯器，改善兩個量子位元閘的校準，還提升了雜訊處理以及讀取量子位元的方式，以實現更可靠的良率。

（圖片來源／IBM）

除了改進小型裝置之外，IBM也持續發展更大型的量子系統，在這個月發布了最新的IBM Quantum Hummingbird處理器，這是繼IBM Quantum Falcon處理器之後的下一代成員，具有65量子位元，因為改進了讀取資料需要的布線和元件數，因此擴展的能力更佳。

IBM預計在明年就會推出127量子位元的IBM Quantum Eagle處理器，這將會是正式突破100量子位元的里程碑，接著在2022年還會發布433量子位元的IBM Quantum Osprey系統，並計畫在2023年發表1,121量子位元的IBM Quantum Condor處理器。IBM提到，Condor將會是另一里程碑，代表IBM有糾錯和擴展量子系統的能力，並真正將量子電腦提升到足夠複雜的程度，可用來探索量子電腦帶來的優勢。

為了要在2023年打造Condor，IBM還需要建造一個足夠容納Condor的稀釋冰箱，目前市面上冷卻和隔離這類大型複雜裝置的稀釋冰箱，已經不敷IBM使用，因此IBM從頭開始設計稀釋冰箱，同時還考量容納百萬量子位元裝置需求，這個新的超級冰箱高約為3公尺，寬約為2公尺，IBM已經開始基本的可行性測試，完成之後，每個冰箱將可容納100萬個量子位元，並且能夠像目前連接超級電腦的方式，透過連接冰箱組成一個大規模平行量子電腦。