IBM实现量子路线图上一次关键工程验证，两个量子低温舱模块连接后冷却至同一超冷环境

据


IBM


公司官网近日宣布，他们将两个量子模块化低温舱连接并冷却至同一超冷环境。这是


IBM


量子路线图上的一次关键工程验证，意味着未来数百个量子芯片有望通过模块化低温系统耦合成一台更强大的容错量子计算机。

这套低温架构的设计目标是打通模块化、共享式和超冷环境这三条路径，让数百个量子芯片得以互联，承担更大规模问题的求解。


IBM


表示，新系统的落成是其“


IBM Quantum Starling


”计划（以下简称“


Starling


”）实现路上的里程碑。该计划内容是于


2029


年交付一台大规模容错量子计算机，并集成纠错码、处理器设计、解码与系统工程等方面的进展。其有望成为世界上第一台容错量子计算机。

此次首批投运的两个低温舱组合后，高度和宽度均超过


8


英尺。初步测试显示，整套系统可在不到


5


天内从室温联合冷却至


4


开尔文，也就是液氦温度；之后，最终温度进一步下探到


15


毫开尔文以下。这一温度比深空还要低


180


倍以上，为超导量子比特的稳定运行提供了所需的热环境。

每个舱体的真空外壳内部，布线空间相比


IBM


目前部署最广的量子系统提升至最多


12


倍，使得舱内以及舱与舱之间的芯片互连更加充裕。新设计采用方箱外形，多个模块可以紧密并排，利用扩大的空间将量子处理器通过


IBM


自研的


L-


耦合器直接相连。


L-


耦合器的作用是把不同量子芯片连接在一起，让它们共享信息、相互通信，并作为更大量子计算机的一部分协同工作。

按照


IBM


的量子路线图，到


2027


年，他们将借助


L-


耦合器把多个处理器联结成一台至少拥有


1000


个可编程量子比特的、更大的量子计算机，这些量子比特可直接用于执行计算。到“


Starling


”交付时，


IBM


计划每个低温舱容纳数千个量子比特。

IBM


去年提出“


Starling


”的同时，发布了一款新的纠错码，大幅降低了实现容错所需的物理资源开销。此后，该公司在核心硬件组件演示和高效纠错解码等方面接连取得突破。如今低温量子模块的成果，又为加速通往容错量子计算解决了一项重大工程障碍。

IBM


认为，可扩展的模块化低温系统将加快其创新节奏，而新设计允许每个部件独立测试、改进和快速迭代。