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《全球量子计算动态观察》聚焦全球最强大量子计算机“鱼鹰”

来源于 数码通 2023-09-29 04:39

近日,美国IBM公司推出了迄今为止全球最强大的433位量子计算机“鱼鹰”,同时还宣布明年将发布1000位量子计算机。

IBM 433-Qubit 芯片“鱼鹰”来源:IBMIBM 研究总监 Dario Gil 表示:“IBM 仍有望推出具有超过 1,000 个量子位的量子计算机,并且为了进一步扩展,我们正在研究一种新方法,当我们突破Osprey芯片的尺寸限制时,它实际上是一个非常大的系统。明年,1000个量子比特的系统会更大,所以我们一直在设计模块化量子计算机。这个模块化系统正是IBM量子系统二号。中国量子计算专家解读

参与我国第一条量子芯片生产线建设的中国科学技术大学贾志龙博士进行了分析判断:

(1) 与上一代Eagle芯片相比,Osprey基本保持了相同的芯片布局和连接架构。后者的横向尺寸扩大至前者的3倍,量子比特数也扩大至约3.4倍。该量子芯片采用全芯片扩展而非模块化拼接,这意味着IBM掌握了更大尺寸全芯片高质量量子比特芯片制造技术。

(2)目前Osprey芯片尚未在IBM Q云平台上上线供公众使用,所以无法看到详细的参数。不过,从他们的宣传报告中,我们可以看到Osprey芯片/芯片系统的两个宏观指标:QV 512、CLOPS 15K。与他们之前两款性能最好的芯片27qubit-Falcon(QV 128、CLOPS 2K)和127qubit-Eagle(QV 64、CLOPS 850)相比,有显着的提升。可以看到,他们在芯片整体品质上取得了不小的提升,这也应该归功于他们测控系统的升级,因为这两个宏观指标之间通常是存在取舍和取舍的。

贾志龙表示:“在量子芯片加工制造能力方面,我们与国外的差距正在拉大。量子芯片加工继承了集成电路制造技术。要提高自主集成芯片的生产制造能力,还有很长的路要走,我们会尽力追赶。大规模量子芯片设计能力对于工程量子计算机也至关重要。在这方面,我们也必须跟上国际巨头的步伐。目前,我们已开发出拥有自主知识产权的QEDA软件“原坤元”,仍在不断更新迭代以适应新的挑战。 ”对于如何应对或者如何追赶,贾志龙表示:“我感受最直接的是人才问题,需要更多优秀人才加入量子计算领域追踪。因为量子计算的愿景太强大,中国必须掌握这项技术。落后了就会挨打,这已成为一句古话。从目前国际形势来看,别人做的我们肯定不会用,所以不要想着买进口货。我们只能自己做,而且是完全自主可控的国产机器。 ”

IBM透露,量子系统二号系统计划于明年底上线。它将通过连接多个量子系统二元,成为“以量子为中心的超级计算”的构建模块。其中三个系统可以构建多达 16,632 个量子位的系统。

不久前,IBM还推出了第三代量子测控系统,该系统很快就能以更低的成本在单个机架中控制400个量子比特,当然,在绩效指标方面也取得了突破。量子体积从128增加到512,效率也得到了提升。每秒电路层操作 (CLOPS) 已从 1.4k 增加到 15k。

中国量子计算专家解读

博士。研制出我国首个量子计算机测控系统的中国科学技术大学孔维成表示,“IBM新推出的第三代测控系统具有高集成度、高性价比的特点。效率高、成本低。 RF信号的产生采用射频直接输出方案,替代传统的二次变频或IQ混频。数模转换芯片可以直接输出量子芯片所需的射频信号。该方案不需要射频模块,大大降低了成本,提高了系统集成度。同时,系统效率提升近十倍,每秒线路层操作数(CLOPS)从1.4K提升至15K。”

那么中国量子计算团队需要从哪里应对这样的危机和挑战呢?孔维成博士也给出了自己的建议:

(1)国产量子测控设备相比IBM、苏黎世、是德科技等还有很大差距,需要加大研发投入着力提升运行效率、绩效、集成度等关键指标。

(2)量子测控系统的研发应结合量子计算和定制开发的实际需求。一方面,性能过剩会增加研发难度,大幅增加成本。另一方面,效率的提升需要根据应用场景进行定制。

(3)芯片是测控设备的核心。目前美国对华芯片禁运导致数模转换芯片、FPGA等核心芯片供应被切断。 关键芯片国产化是保障测控设备稳定生产的必然要求。 同时,国产芯片的发展也将推动测控设备的更新迭代。

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