IBM打造模块化量子计算机 首次让两个量子芯片一起工作

参考消息网11月22日报道 据英国《新科学家》周刊网站11月20日报道，美国国际商业机器公司(IBM)在制造更大、更强的量子计算机的道路上取得了重大进展。它通过将两个量子芯片连接在一起，执行了超出这两者单独能力的计算。这一结果是个积极的信号，表明该公司押注于模块化方法给量子计算机扩容是可行的。

量子计算机有望比传统设备更快速地解决某些问题，但量子计算机的建造目前仍存在重大难题，包括在使其规模足够大的同时尽量减少错误。不同研究小组和公司正在采取不同方法解决这些难题。IBM目前的方法是使用超导芯片，这种芯片可由制造现有计算机硬件的机器生产。

这种方法面临一个问题，即芯片的输入和输出线直径比进行计算的量子比特要大得多。这意味着量子比特的间距必须比传统处理器中晶体管的间距更大，可压缩到芯片上的量子比特数量就少了。这就是IBM希望能够将芯片连接起来的原因。

IBM的布莱克·约翰逊表示：“这是一场游戏，要想赢，你得把它分成小块才行。这是一个核心选择，是我们在如何扩展系统方面做出的一个工程选择。关于这种选择的后果，既有科学问题需要回答，也有工程问题需要回答。”

这是因为与传统芯片相比，让量子芯片相互通信要困难得多。传统芯片是通过电信号的缺失或存在表示数据。量子计算机则依赖量子纠缠的奇怪法则，它不能简单地通过线路传输。

为了解决这一问题，研究人员已经开发出一种方法，将一对量子比特纠缠在一起，并将其中一个传送至第二个芯片上，从而在两个芯片之间建立量子连接，而这必须通过传统计算机调解。IBM现已通过连接两个“Eagle”量子处理器成功地证明了这一点。每个“Eagle”处理器有127个量子比特，可执行总共需要142个量子比特(这超过了单个芯片一次可以容纳的量子比特数量)的计算。

英国牛津大学的斯特凡诺·戈乔索说，模块化方法被认为是最有可能实现的途径。通过这种方法，当前的原型可以扩展成有用的量子计算机。不过截至目前，尚不清楚这是否很容易实现。

戈乔索说：“如果没有纠缠，这就行不通了。但一旦有了纠缠，就可以利用瞬移将量子通道转换为经典通道——这一点懂的都懂。然而很明显，实践和理论是两码事。”

美国得克萨斯大学奥斯汀校区的斯科特·阿伦森说，将多个量子芯片连接在一起的想法已经讨论了几十年，而IBM如今正式向这一目标迈进，尽管仍有困难需要克服。

他说：“要想真正扩大超导量子计算机的规模，就需要一种保真度更高的产品，即可令数百或数千个超导芯片作为一个整体运行的产品。”（编译/文怡）