摘要：IBM刚刚发布公告，公布了最新的量子计算发展路线图，宣布将在纽约波基普西市新建数据中心，于2029年前交付全球首台大规模容错量子计算机Starling。

IBM最新的量子计算发展路线图曝光！

IBM刚刚发布公告，公布了最新的量子计算发展路线图，宣布将在纽约波基普西市新建数据中心，于2029年前交付全球首台大规模容错量子计算机Starling。

量子计算是一种快速崛起的技术，赛道玩家众多，除了IBM，还包括其它一些科技巨头，例如微软、谷歌和亚马逊，此外还有许多已经筹集了数亿美元资金的初创公司。然而这些公司都在努力解决同一个基本问题：量子比特运算速度很快，但同时会产生很多错误。科学家们可以利用机器中的一些量子比特来纠正这些错误，但必须有足够的量子比特冗余来完成有用的工作。

IBM在2019年改变了解决这个问题的方法，并表示它已经找到了一种新算法，将大大减少纠错所需的量子比特数量。就是将芯片连接到机器内部，再将机器连接到一起，以形成模块化系统，使规模的扩展不受物理条件限制。IBM称，将这种方法叠加新的纠错码，有望在2033年之前制造出引人注目的量子计算机。

IBM负责量子业务的副总裁Jay Gambetta表示：“我比以往任何时候都更相信，在未来几年内，一台容错量子计算机将会出现。我们正在把纠错的细节放在我们的路线图上，因为我们相信现在我们已经解决了所有的科学挑战。”Gambetta透露，IBM对其2029年路线图的信心源于最近的两项进展：一是在减少错误的新方法上取得了进一步的进展，这种方法被称为qLDPC纠错码，二是利用传统计算技术实时识别和纠正错误。

值得注意的是，此次IBM要发布的“Starling”量子计算机就将采用模块化设计，拥有大约200个逻辑量子比特，运算能力将达到现有量子计算机的2万倍，能支持用户探索远超当前设备限制的复杂量子态；在运算能力方面，可连续执行 1 亿次容错量子操作，相比当前设备有显著提升；其计算状态所需的存储容量相当于全球最强大超级计算机联合内存的 10^48 倍。

IBM量子计算部门负责人透露此次的关键技术创新主要包括采用qLDPC 纠错码技术，相较现有主流方案，所需物理量子位减少90%，仅需12个物理量子位即可支持1个逻辑量子位，效率与某些先进方案持平；引入实时解码技术，通过FPGA芯片实现计算错误的即时检测和修正；采用模块化结构设计，避免制造体积庞大且复杂的单一芯片，而是利用“L 型耦合器”实现多个模块之间的连接。

IBM首席执行官Arvind Krishna表示："IBM正在开辟量子计算的新前沿。我们在数学、物理和工程领域的专业知识正在为大规模、容错的量子计算机铺平道路——这种计算机将解决现实世界的挑战，并为商业释放巨大的可能性。"

2024年，IBM发布了一款156量子比特的量子处理器IBM Heron，其具备高保真度的错误纠正能力。该系统由两部分组成：一个名为R2 IBM Heron新型156量子位量子处理单元；另一个是Qiskit，一套旨在优化量子计算性能的软件工具和算法。该量子处理器可以准确运行具有多达5000个双量子位门操作的量子电路，这几乎是IBM一年之前首次发布基于Heron的量子处理器时准确运行门数量的2倍。

为了达到更大规模所需的容错性，IBM在其路线图中透露，将构建新的架构组件以协助实时纠错。为确保 “IBM Quantum Starling” 的顺利问世，IBM 将整个量子计算机的研发进程精心规划为三个阶段：

IBM量子计算研究是否能够转化为商业价值呢？Gartner分析师Chirag Dekate评论称，目前还不清楚IBM的突破如何“转化为有形的商业价值”，而容错量子计算机的变革潜力仍在猜测中。IBM的计划也没有详细说明其新型量子计算机的商业可用性，以及其纠错系统发布的具体日期。此外，量子计算初创公司SEEQC预计将宣布与IBM合作，作为美国国防部高级研究计划局量子基准测试计划的一部分，该计划旨在评估量子公司实现公用事业规模运营的能力。

如果IBM Quantum Starling在2029年成功交付使用，那么将为众多领域带来变革机遇，尤其是在药物研发、材料发现、化学模拟以及大规模优化算法等领域，有望大幅提升时间与成本效率，帮助科研人员攻克诸多以往难以解决的复杂难题。

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来源：半导体产业纵横一点号