IBM 最新的量子電腦現在夠強大科學家表示，在該公司對其量子系統進行了重大硬體和軟體改進之後。
新系統由兩部分組成：一個新的 156 量子位元（QPU）稱為R2 IBM Heron（第二代晶片和 Qiskit — 旨在優化的軟體工具和演算法的集合表現。
據介紹，新系統執行任務的速度比以前的速度快 50 倍基準數據。作為參考，IBM 的 2023 年量子效用實驗，發表在期刊上其當時最強大的量子電腦在基準測試中運行工作負載需要 122 小時。配備 R2 Heron QPU 的新系統僅花了 2.4 小時。
IBM 代表在一份報告中表示，基於 IBM 遍佈全球的資料中心的新型量子電腦可以解決材料、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 硬體和 Qiskit 的進步使我們的用戶能夠構建新演算法，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·甘貝塔IBM Quantum 副總裁在聲明中表示。
新一代量子處理
R2 Heron QPU 配備 156排列成重六方晶格 — a拓樸結構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 個雙量子位元閘的量子電路，這幾乎是 2023 年實用實驗中 2,880 個雙量子位元閘的兩倍，由 127 量子位元 Eagle QPU 提供支援。
兩個量子位元閘對於釋放量子電腦的指數能力至關重要——系統中安裝的量子位元越多，可以並行運行的計算就越多。單量子位元閘允許單一量子位元旋轉或翻轉其狀態，而成對量子位元運作的雙量子位元閘則利用量子力學定律來實現它們之間的糾纏。雖然單量子位元閘可以在基本層面上發揮作用，但利用兩個量子位元閘可以使量子電腦執行更複雜的計算。
新型 R2 Heron 晶片還具有「兩級系統緩解」功能，有助於減少量子位元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體改進，即使用 Qiskit 的張量誤差網路緩解演算法 (TEM)。
進一步的軟體改進，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) 的速度運作。相較之下，2022 年的基本效能僅為 950 CLOPS，而今年稍早首次引入優化資料移動時，基本效能為 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」的超級電腦的願景——將量子電腦和經典電腦結合起來，比僅使用量子電腦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，透過將部分任務分配給最適合的系統的一半來分解複雜的演算法。一旦這些區塊得到解決，軟體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，該方法正在發表於arXiv在 2023 年的預印本資料庫中，科學家正在使用量子硬體來建模硫化鐵的電子結構。
RIKEN 的科學家也啟動了一個項目，透過整合 Fugaku 來建立量子高效能運算混合平台。，擁有一台由 Heron QPU 驅動的本地 IBM System Two 量子電腦。
