IBM 推出 Starling：到 2029 年推出 200 量子比特容错量子计算机

IBM公布了一项雄心勃勃的计划，目标是到2029年开发出世界上第一台容错量子计算机，名为“星椋”（Starling）。这个开创性的系统将拥有200个逻辑量子比特，并集成纠错功能，有望在计算能力上实现重大飞跃，为解决复杂的现实世界问题开辟新途径。

主要收获

• “星椋”系统：IBM的容错量子计算机，预计到2029年问世，将拥有200个逻辑量子比特。

• 纠错：该系统将内置纠错功能，这对于稳定可靠的量子操作至关重要。

• 性能：“星椋”预计将比目前的量子计算机多执行20,000倍的操作。

• 未来路线图：“星椋”是通往“蓝鸦”（Blue Jay）的垫脚石，“蓝鸦”是计划于2033年推出的2000个逻辑量子比特系统。

• 架构创新：IBM正在开发一种采用qLDPC代码的新架构，以显著降低纠错所需的物理量子比特开销。

IBM的量子飞跃：推出“星椋”

IBM将通过其“星椋”系统彻底改变量子计算，该系统预计将于2029年投入运行。这台模块化量子计算机将拥有200个逻辑量子比特，并集成先进的纠错功能，这是实际量子应用的关键特性。该公司表示，该系统的科学障碍已经克服，目前的重点是工程挑战。

通往容错之路

“星椋”的建造将采用分阶段的方法，目前还没有现成的硬件解决方案。该系统将设在IBM位于纽约州波基普西的新量子数据中心。“星椋”能够用200个逻辑量子比特执行1亿次量子操作，这将为后续的“蓝鸦”系统奠定基础，“蓝鸦”的目标是到2033年使用2000个逻辑量子比特执行10亿次量子操作。

克服量子挑战

量子系统极易受到噪声和退相干的影响。IBM的容错方法涉及使用专用硬件进行实时纠错。一项关键创新是使用双变量双循环（Bivariate Bicycle），这是一种量子低密度奇偶校验（qLDPC）代码，预计与其它代码相比，它将纠错所需的物理量子比特数量减少约90%。

架构里程碑

IBM的路线图包括在“星椋”之前开发的几个关键模块：

• “潜鸟”（Loon）（2025年末）：一个处理器模块，旨在测试qLDPC代码架构组件，包括长距离量子比特连接器。

• “笑翠鸟”（Kookaburra）（2026年）：第一个用于存储和处理编码信息的模块化处理器，将量子存储器与逻辑操作集成在一起。

• “凤头鹦鹉”（Cockatoo）（2027年）：一个处理器模块，将使用L形连接组合两个“笑翠鸟”模块，从而能够将量子芯片连接到更大的系统中，而无需不切实际的单个大芯片。

“星椋”将通过将“凤头鹦鹉”模块集成到统一平台中来构建，需要将核心组件低温冷却至约4开尔文（-269.15°C）。这种模块化和容错设计代表着向实用、大规模量子计算迈出了重要一步。

对区块链系统的潜在威胁

新泽西理工学院教授大卫·贝德尔表示，IBM 的开发可能对加密算法构成威胁，并强调区块链开发者向抗量子加密技术转型的重要性。

“能够运行Shor算法的强大量子计算机将在几年后出现。区块链不会在2029年突然崩溃，但这是一个值得关注的问题，”专家总结道。

来源

• IBM将建造世界上第一台带有200个逻辑量子比特和内置纠错功能的模块化量子计算机，3DNews。

• IBM将设计容错量子计算机，ForkLog。

• IBM正在建造一台带有200个量子比特和内置纠错功能的容错量子计算机，CNews.ru。

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