IBM首次连接模块化低温系统,推进容错量子计算
2026年8月19日——IBM今天宣布,已成功将两个低温模块连接并冷却至同一环境。该新架构旨在扩展为模块化、共享且超低温的系统,以将数百个量子芯片连接成更强大的量子计算机,从而解决大型问题。其部署是IBM在2029年交付IBM Quantum Starling道路上的一个里程碑,后者预计将成为全球首台容错量子计算机,并将整合纠错、处理器设计、解码和系统工程方面的进展。
首两个可运行模块组合后高逾8英尺、宽逾8英尺,初步测试表明它们可在5天内共同冷却至4开尔文(液氦温度),此后不久达到低于15毫开尔文的最终温度。每个模块的真空外壳提供多达12倍于最广泛使用的IBM量子系统的布线空间,可在模块内部和模块之间实现更多芯片间连接。
IBM的新型箱式设计使模块能够紧密排列,并利用这一更大空间直接通过IBM的“L-coupler”技术连接量子处理器。L-coupler将独立的量子芯片连接在一起,使其共享信息、相互通信,并作为更大型量子计算机的一部分运行。
到2027年,IBM的量子路线图计划利用L-coupler将多个处理器连接成一台至少拥有1000个可编程量子比特的更大量子计算机,可编程量子比特是指可直接用于执行计算的量子比特。为实现这一目标,IBM将于今年晚些时候将IBM Quantum Nighthawk处理器安装到低温模块中,以扩大运行性能测试。在Starling交付时,IBM计划每个低温模块容纳数千个量子比特。
IBM去年通过一种新型纠错码介绍了Starling计划,该纠错码大幅减少了容错所需的物理资源。此后,公司的进展一直按计划推进,包括核心硬件组件的演示以及在高效纠错解码方面的突破。
“将容错量子计算机带给产业界依赖于多项基础性进展,” IBM研究院院长兼IBM院士Jay Gambetta表示。“这些低温模块的成功连接和运行标志着该方向向前迈出了一大步,并将加速我们的进展,同时推动量子硬件、软件和算法的持续创新。”
IBM预计其可扩展低温模块将有助于加快创新步伐。例如,IBM Quantum System Two环境的三个基本组件已集成到新架构中,但现在每个组件都可以独立测试、改进并快速迭代。
这些新型低温量子模块的交付进一步证明,IBM正在系统地兑现其量子路线图,并解决了加速其容错量子计算之路所需的又一个重大障碍。


