IBM 最新的量子計算機現在足夠強大科學家們表示，在該公司對其量子系統進行了重大硬件和軟件改進之後。
新系統由兩部分組成：一個新的 156 量子位（QPU）稱為R2 IBM Heron（第二代芯片和 Qiskit — 旨在優化的軟件工具和算法的集合表現。
IBM 代表在一份報告中表示，基於 IBM 遍布全球的數據中心的新型量子計算機可以解決材料、化學、生命科學、高能物理等領域的科學問題。陳述。
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“IBM Quantum 硬件和 Qiskit 的進步使我們的用戶能夠構建新算法，將先進的量子和經典超級計算資源結合在一起，以結合各自的優勢，”傑·甘貝特IBM Quantum 副總裁在聲明中表示。
下一代量子處理
R2 Heron QPU 配備 156排列成重六方晶格 — a拓撲結構IBM 將其用於其所有量子處理器。這使得系統能夠可靠地執行多達 5,000 個雙量子位門的量子電路，這幾乎是 2023 年實用實驗中 2,880 個雙量子位門的兩倍，由 127 量子位 Eagle QPU 提供支持。
兩個量子位門對於釋放量子計算機的指數能力至關重要——系統中安裝的量子位越多，可以並行運行的計算就越多。單量子位門允許單個量子位旋轉或翻轉其狀態，而成對量子位運行的雙量子位門則利用量子力學定律來實現它們之間的糾纏。雖然單量子位門可以在基本層面上發揮作用，但利用兩個量子位門可以使量子計算機執行更複雜的計算。
新型 R2 Heron 芯片還具有“兩級系統緩解”功能，有助於減少量子位與其周圍材料相互作用時受到的干擾的影響。該系統還受益於糾錯軟件改進，即使用 Qiskit 的張量誤差網絡緩解算法 (TEM)。
進一步的軟件改進，包括推出最新一代的運行時引擎、優化數據移動以及引入參數化編譯，意味著新系統可以以每秒 150,000 次電路層操作 (CLOPS) 的速度運行。相比之下，2022 年的基本性能僅為 950 CLOPS，而今年早些時候首次引入優化數據移動時，基本性能為 37,000 CLOPS。
以量子為中心的超級計算
IBM 代表聲稱，最新的發展成果體現了他們開發“以量子為中心”的超級計算機的願景——將量子計算機和經典計算機結合起來，比僅使用量子計算機更快地實現可行的結果。 。
這是因為混合系統可以並行處理工作負載，通過將部分任務分配給最適合的系統的一半來分解複雜的算法。一旦這些塊得到解決，軟件層就會將問題無縫地重新拼接在一起。
以量子為中心的超級計算的一個例子是日本理化學研究所 (RIKEN) 的科學研究中心。使用一種稱為“量子選擇配置相互作用”的方法，該方法在發表於arXiv在 2023 年的預印本數據庫中，科學家們正在使用量子硬件來建模硫化鐵的電子結構。
RIKEN 的科學家們還啟動了一個項目，通過集成 Fugaku 來構建量子高性能計算混合平台。，擁有一台由 Heron QPU 驅動的本地 IBM System Two 量子計算機。
