IBM公布具有433个量子比特的Osprey量子计算机

IBM公布具有433个量子比特的Osprey量子计算机"新的433量子比特'Osprey'处理器使我们离量子计算机用于解决以前无法解决的问题更近了一步，"IBM高级副总裁兼研究部主任达里奥-吉尔说。"我们正在不断扩大和推进我们的量子技术，包括硬件、软件和经典集成，与我们的合作伙伴和世界各地的客户一起迎接我们时代的最大挑战。这项工作将证明对即将到来的以量子为中心的超级计算时代具有基础意义。"IBM的量子路线图包括另外两个阶段--2023年和2024年的1121量子比特的Condor和1386量子比特的Flamingo处理器--然后它计划在2025年用其Kookaburra处理器进入4000量子比特阶段。到目前为止，该公司总体上能够实现这一路线图，但量子处理器中的量子比特数量显然只是一个非常大而复杂的难题的一部分，更长的相干时间和减少噪音也同样重要。理想情况下，想要使用这些机器的开发者不必担心这个问题，所以他们使用的工具越来越多地为他们抽象出硬件问题。例如，通过新版本的QiskitRuntime，开发者现在可以用速度换取更少的错误数。该公司今天还详细介绍了其QuantumSystemTwo，可以被看成是对外服务的IBM量子主机，它将能够容纳多个量子处理器，并将它们与高速通信链接整合到一个系统中，预计IBM将于2023年底前推出这个系统。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332303.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1332303.htm

百度发布超导量子计算机“干始”、量子软硬一体解决方案“量羲”

百度发布超导量子计算机“干始”、量子软硬一体解决方案“量羲”今日，百度发布超导量子计算机“干始”，以及量子软硬一体解决方案“量羲”。据悉，“量羲”集量子硬件、量子软件、量子应用于一体，提供移动端、PC端、云端等在内的全平台使用方式。百度首席技术官王海峰表示，量子计算产业化是发挥量子价值的重要方式。科技创新只有真正应用于产业，在实践中验证其价值，才有长久的生命力。资料图据了解，“干始”是集量子硬件、量子软件、量子应用于一体的产业级超导量子计算机。“干始”量子硬件平台现已搭载10量子比特高保真度超导量子芯片，为用户提供稳定优质的量子计算服务。“干始”量子软件平台支持通过云服务获得量子算力，提供产业级量子计算服务。“量羲”则是百度推出的全球首个全平台量子软硬一体解决方案，提供私有化部署、云服务、硬件接入等一系列服务，最大程度上简化了量子硬件部署到量子服务的全流程。与此同时，量羲”具备适配超导、离子阱等多类型主流量子芯片，可实现量子芯片“即插即用”。目前，“量羲”已经完成中科院物理所超导量子芯片和中科院精密测量院离子阱量子芯片连接验证。百度超导量子计算机“干始”公开信息显示，2018年起，百度开始进行自主创新的量子计算技术储备与应用路径探索。百度方面表示，“干始”和“量羲”量子计算机研发中的芯片版图自动化设计、跨量子计算体系云平台建设、算法创新与实用化三大难题上，率先将量子硬件、量子软件、量子应用集成于一体，提供便捷的量子服务。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1308563.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1308563.htm

IBM 计划建立一个 10 万量子比特的量子计算机

IBM计划建立一个10万量子比特的量子计算机去年年底，IBM以一个包含433个量子比特（即量子信息处理的基本构件）的处理器打破了最大量子计算系统的记录。现在，该公司计划与东京大学和芝加哥大学合作，在10年内建造一台10万量子比特的机器。IBM已经做了原则性验证实验，表明基于“互补金属氧化物半导体（CMOS）”技术的集成电路可以安装在冷量子比特旁边，只需几十毫瓦就能控制它们。除此之外，以量子为中心的超级计算所需的技术还不存在，这也是为什么需要大学研究机构参与的重要原因。来源，来自：雷锋频道：@kejiqu群组：@kejiquchat投稿：@kejiqubot

IBM计算机“基准”实验显示量子计算机将在两年内超越传统计算机

IBM计算机“基准”实验显示量子计算机将在两年内超越传统计算机这项新研究的成果发表在上周的《自然》杂志上。科学家们使用IBM量子计算机Eagle来模拟真实材料的磁性，处理速度比传统计算机更快。IBM量子计算机之所以能超越传统计算机，是因为其使用了一种特殊的误差缓解过程来补偿噪声带来的影响。而噪声正是量子计算机的一个基本弱点。基于硅芯片的传统计算机依赖于“比特（bit）”进行运算，但其只能取0或1这两个值。相比之下，量子计算机使用的量子比特可以同时呈现多种状态。量子比特依赖于量子叠加和量子纠缠等量子现象。理论上这使得量子比特的计算速度更快，而且可以真正实现并行计算。相比之下，传统计算机基于比特的计算速度很慢，而且需要按顺序依次进行。但从历史上看，量子计算机有一个致命的弱点：量子比特的量子态非常脆弱，来自外部环境的微小破坏也会永远扰乱它们的状态，从而干扰所携带的信息。这使得量子计算机非常容易出错或“出现噪声”。在这一新的原理验证实验中，127量子比特的Eagle超级计算机用建立在超导电路上的量子比特计算了二维固体的完整磁性状态。然后，研究人员仔细测量每个量子比特所产生的噪声。事实证明，诸如超级计算材料中的缺陷等因素可以可靠预测每个量子比特所产生的噪声。据报道，研究小组随后利用这些预测值来模拟生成没有噪音的结果。量子霸权的说法之前就出现过。2019年，谷歌的科学家们声称，公司开发的量子计算机Sycamore在200秒内解决了一个普通计算机需要1万年才能破解的问题。但谷歌量子计算机所解决的问题本质上就是生成一长串随机数，然后检查它们的准确性，并没有什么实际用途。相比之下，用IBM量子计算机完成的新实验是一个高度简化但有真实应用价值的物理问题。2019年谷歌量子霸权研究成果参与者之一、加州大学圣巴巴拉分校物理学家约翰·马丁尼斯(JohnMartinis)表示，“这能让人们乐观认为，它将在其他系统和更复杂的算法中发挥作用。”（辰辰）...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1366285.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1366285.htm

为冷却量子计算机 IBM打造了一台Project Goldeneye“大冰箱”

为冷却量子计算机IBM打造了一台ProjectGoldeneye“大冰箱”得益于独特的叠加态，量子计算机具有难以置信的速度和运算能力。但量子的纠缠态，对环境的干扰有非常敏感——比如温度。为此，IBM建造并展示了一款代号为ProjectGoldeneye的“大冰箱”，特点是能够将温度降低至比外太空还低，以满足量子实验和计算机所需的仅比绝对零度高几分之一的低温条件。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1315695.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1315695.htm

量子飞跃：IBM的纠错策略助其超越经典超级计算机

量子飞跃：IBM的纠错策略助其超越经典超级计算机冷却IBMEagle的低温恒温器的内部视图，包含127个量子比特，可以作为科学工具来探索经典方法可能无法解决的新规模问题。资料来源：IBMResearch不过，最近的一项研究表明，即使没有强大的纠错能力，也有办法减少误差，使量子计算机在当今世界发挥重要作用。纽约IBM量子公司的研究人员与加州大学伯克利分校和劳伦斯伯克利国家实验室的合作者在《自然》杂志上报告说，他们将一台127量子比特的量子计算机与一台最先进的超级计算机进行了比较。至少在一项特定的计算中，量子计算机的性能超过了超级计算机。研究人员之所以选择这项计算，并不是因为它对经典计算机特别具有挑战性，而是因为它类似于物理学家经常进行的计算。重要的是，计算的复杂程度可以提高，以测试目前噪声大、易出错的量子计算机能否为特定类型的普通计算提供精确结果。量子计算机在计算变得越来越复杂的过程中产生了可验证的正确解，而超级计算机算法却产生了错误答案，这一事实给人们带来了希望，即采用减少错误的量子计算算法，而不是更困难的纠错算法，可以解决尖端物理问题，如了解超导体和新型电子材料的量子特性。加州大学伯克利分校研究生、该研究合著者萨简特-阿南德（SajantAnand）说："我们正在进入这样一个阶段：量子计算机可能能够完成目前经典计算机算法无法完成的事情。"IBM量子公司量子理论与能力高级经理萨拉-谢尔顿（SarahSheldon）补充说："我们可以开始将量子计算机视为研究问题的工具，否则我们就无法研究这些问题。"反过来说，量子计算机对经典计算机的胜利可能会激发新的想法，以增强目前经典计算机上使用的量子算法，加州大学伯克利分校物理学副教授、托马斯和艾莉森-施耐德物理学讲座教授迈克尔-扎莱特尔（MichaelZaletel）说："在研究过程中，我非常确信经典方法会比量子方法做得更好。因此，当IBM的零噪声外推版本比经典方法做得更好时，我百感交集。但是，思考量子系统是如何工作的，实际上可能会帮助我们找出处理问题的正确经典方法。虽然量子计算机做到了标准经典算法所做不到的事情，但我们认为这对改进经典算法是一个启发，以便将来经典计算机能像量子计算机一样运行良好。"增强噪声以抑制噪声IBM量子计算机看似优势的关键之一是量子错误缓解，这是一种处理量子计算噪音的新技术。自相矛盾的是，IBM的研究人员可控地增加量子电路中的噪声，从而得到噪声更大、更不准确的答案，然后向后推断计算机在没有噪声的情况下会得到的答案。这依赖于对影响量子电路的噪声的充分了解，以及对噪声如何影响输出的预测。之所以会出现噪声问题，是因为IBM的量子比特是敏感的超导电路，代表二进制计算中的0和1。当量子比特纠缠在一起进行计算时，热量和振动等不可避免的干扰会改变纠缠，从而带来误差。纠缠程度越高，噪声的影响就越大。此外，作用于一组量子比特的计算会在其他未参与计算的量子比特中引入随机误差。额外的计算会加剧这些错误。科学家们希望利用额外的量子比特来监测这些错误，以便对其进行纠正，这就是所谓的容错纠错。但是，实现可扩展的容错是一项巨大的工程挑战，对于数量越来越多的量子比特来说，容错是否可行还有待验证，Zaletel说。取而代之的是，IBM工程师提出了一种被称为零噪声外推法（ZNE）的误差缓解策略，即利用概率方法可控地增加量子设备上的噪声。根据一名前实习生的建议，IBM研究人员找到了阿南德、博士后研究员吴艳涛和Zaletel，请他们帮助评估使用这种误差缓解策略所获得结果的准确性。Zaletel开发了超级计算机算法来解决涉及量子系统的困难计算，例如新材料中的电子相互作用。这些算法采用张量网络模拟，可直接用于模拟量子计算机中相互作用的量子比特。Cori于2017年推出，是CrayXC40系列中的一个型号，拥有约30petaflops的惊人峰值性能，稳居当时全球超级计算机的第五位。它配备了2388个英特尔至强"Haswell"处理器节点、9,688个英特尔至强Phi"Knight'sLanding"节点和1.8PB的CrayDataWarpBurstBuffer固态设备，它的名字是为了纪念著名的生物化学家GertyCori。值得一提的是，GertyCori是第一位获得诺贝尔科学奖的美国女性，也是诺贝尔生理学或医学奖的首位女性获得者。Cori超级计算机于2023年5月31日退役。资料来源：伯克利实验室量子与经典：实验在几周的时间里，IBMQuantum的YoungseokKim和AndrewEddins在先进的IBMQuantumEagle处理器上运行了越来越复杂的量子计算，然后Anand在伯克利实验室的Cori超级计算机和Lawrencium集群以及普渡大学的Anvil超级计算机上使用最先进的经典方法尝试了同样的计算。当量子鹰于2021年推出时，它拥有所有量子计算机中数量最多的高质量量子比特，似乎超出了经典计算机的模拟能力。事实上，在经典计算机上精确模拟所有127个纠缠的量子比特需要天文数字的内存。量子态需要用127个独立数字的2的幂来表示。也就是1后面跟38个零；一般计算机可以存储约1000亿个数字，少了27个数量级。为了简化问题，阿南德、吴和扎莱特尔使用了近似技术，使他们能够在经典计算机上以合理的时间和成本解决这个问题。这些方法有点像jpeg图像压缩，即在可用内存的限制下，去掉不那么重要的信息，只保留获得准确答案所需的信息。Anvil超级计算机是一台功能强大的超级计算机，可提供先进的计算能力，支持各种计算和数据密集型研究。资料来源：普渡大学阿南德证实了量子计算机在不太复杂的计算中结果的准确性，但随着计算深度的增加，量子计算机的结果与经典计算机的结果出现了偏差。对于某些特定参数，阿南德能够简化问题并计算出精确解，从而验证量子计算结果优于经典计算机计算结果。在所考虑的最大深度上，虽然没有精确的解，但量子和经典结果却不一致。研究人员提醒说，虽然他们无法证明量子计算机对最难计算的最终答案是正确的，但"老鹰"在前几次运行中取得的成功让他们确信这些答案是正确的。"量子计算机的成功并非偶然。它实际上适用于整个电路家族，"扎莱特尔说。友好竞争与未来展望虽然扎莱特尔对预测这种减少错误的技术是否适用于更多的量子比特或更深入的计算持谨慎态度，但他说，这些结果还是鼓舞人心的。他说："这激发了一种友好竞争的感觉，我认为我们应该能够在经典计算机上模拟他们正在做的事情。但我们需要用一种更聪明、更好的方式来思考这个问题--量子设备正处于一个表明我们需要不同方法的阶段。"一种方法是模拟IBM开发的ZNE技术。阿南德说："现在，我们要问的是，我们能否将同样的误差缓解概念应用到经典张量网络模拟中，看看能否获得更好的经典结果。这项工作让我们有能力使用量子计算机作为经典计算机的验证工具，这颠覆了通常的做法。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1377527.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1377527.htm