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华尔街日报消息，计算机领域巨头IBM，公布了一份宏大的量子计算机建造计划。2030年前，IBM准备于美国东部，制造投入一台能够实现量子纠错，可以在计算发生错误的情况下，自我修正结果，持续运行的新型可容错量子计算机。根据IBM设想，新量子计算机，将拥有200个逻辑量子比特，无论是结构还是算力，皆远超波士顿QuEra量子计算公司，目前投入使用的，拥有48个逻辑量子比特的量子计算机。
众所周知，量子计算机计算能力和逻辑量子比特的关系，不是简单的线性增长。基于量子信息状态的叠加态和并行计算方式，随着计算机中逻辑量子比特数量的增长，量子计算机的算力，亦能呈现出指数级进步。以IBM准备推出的新量子计算机为例，虽然逻辑量子比特数量只是目前水平的4倍左右，但进入计算状态后，其能够消耗高达10^48常规超级计算机的内存容量，支持1亿次级别的容错量子操作。算力相比目前现役的量子计算机，提升高达2万倍。现在人工智能快速发展，所有有关行业，都面临着算力紧缺问题。
有数据显示，量子计算机投入供应链调度和全球物流体系，至少能减少2万亿美元的支出。美国18岁大学生利用天体AI算法，不到2个月的时间，就发现多达150万颗未编码天体。与此同时，MIT开发的气候模拟模型，通过神经网络和物理约束等技术，改善基础算法，全球气候变化精确模拟速度，也有近百倍的改善。现在人类软件算法方面进展神速，硬件却依然止步不前。传统的超级计算机，想要提升算力就只能堆硬件，提升幅度也比较有限。与之形成鲜明对比的是，IBM新型可容错量子计算机，一口气就是2万倍算力提升，其技术若是下放，凭借更强大的算力，18岁美国少年，将来也许能够发现上千万的新天体，人类对于气候变化的预测应对能力，也会得到显著增强。
IBM的可容错量子计算机，其意义也不是简单的计算能力飞跃。IBM可容错量子计算机的另一大巨大突破，就是硬件复杂度，和计算错误率的降低。常规的物理量子比特，例如超导量子比特、中性原子量子比特等等，是量子计算机的基本单位。受到环境噪声干扰等因素，常规量子比特，在进行量子计算时，经常会出现计算错误或者信息不完整。如果将量子计算机比喻成一座学校，常规量子比特，就是其中不稳定的学生。而量子纠错编码，可以帮助量子比特们团结起来，对抗外部干扰。具体来说，通过提前将量子信息，分布编码在参与计算的数十个量子比特上，计算过程中，通过这些量子信息，就能实时确定量子计算状态，进行量子纠错，避免错误结果，一直计算下去。
过去，由于种种原因，一个逻辑量子比特，要么可以纠错的量子比特太少，导致整台计算机，需要过多的逻辑量子比特，以至于结构过于复杂。导致一个逻辑量子比特，包含太多常规量子比特，结果纠错能力根本不达标，整台计算机缺乏实际应用意义。而IBM的可容错量子计算机，则找到了一个不结构不复杂，错误率也很低的中间值。即一个逻辑量子比特，由12个常规量子比特组成。再通过FPGA芯片，协助修正计算错误。IBM的可容错量子计算机，已经接近量子计算人为设计纠错的极限，其量子计算机，也将帮助人类跨过计算错误和实用性的门槛，彻底将量子计算提供的海量算力，转化为未来人类科学发展的加速剂。
值得一提，IBM的可容错量子计算机，还引入了模块化升级设计，29年将要推出的200个逻辑量子比特和2400个常规量子比特，只是基本型。预留的L型耦合器接口，极限扩展，还能再增加1800个逻辑量子比特。届时其全系统计算能力，还能再跃升10倍。不过，量子计算机的成本问题，量子计算人才的短缺，在可预见的十年里，将取代长期困扰着我们的技术问题，成为新量子计算技术全面铺开的阻碍。可控核聚变迟迟无法实现决定性突破，也让新型量子计算机投入使用后，可能引发的能源短缺，变得十分突出。但我们有理由相信，随着时间发展，一切终将迎刃而解。从实验室中华而不实的昂贵玩具，到未来人类算力的中流砥柱，量子计算机，已经准备好登上舞台。
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