IBM与日本AIST合作开发10000量子比特量子计算机

据日本媒体报道，IBM 和日本国家先进工业科学技术研究院（AIST）披露了一份联合努力的计划，该计划旨在到 2029 年生产出一台包含 10,000 个量子比特的量子计算机，远超当今市场上领先的 133 量子比特机器。

量子计算已成为 IBM 近几年的主要关注焦点，这一最新进展尤为引人注目。10,000 量子比特的机器远远超出了 IBM 当前的量子路线图，该路线图直到 2033 年及以后，商业产品中的量子比特数量才能达到 2,000 个。（IBM 此前计划在 2025 年发布一款 1,000 量子比特的计算机 Condor，但原型机已被搁置。）10,000 量子比特机器的目标是运行量子计算而无需传统超级计算机作为备份，因为现代 133 量子比特机器经常出错，需要支持计算机来检查其工作。

IBM 和 AIST 将在“未来几天内”宣布这一交易，并签署备忘录。该合作伙伴关系已设定了一些主要目标。IBM 和 AIST 将寻求开发在接近绝对零度温度下工作的半导体和电路。量子计算机越接近零开尔文温度，其工作效率和准确性就越高，而当今最大的机器必须将量子比特和芯片/电路放在不同的房间或腔室中，因此制造能在极端温度下工作的组件是推进量子研究的一个必要步骤。

AIST 将利用其专利、人工智能知识库以及与日本零部件制造商的联系来生产即将推出的超级计算机。AIST 还将通过为公司提供培训和游说日本公司采用量子技术，帮助确保未来的量子超级计算机能够进入日本公司和行业的手中。据报道，这种对日本工业命脉的接触是 IBM 达成此交易的原因，也是该公司与量子领域政府行业达成的最大交易。

值得注意的是，与计算的其他部分一样，一个巨大的数字并不能造就一台伟大的机器。量子比特的质量和效率提高得很快，这就是为什么IBM搁置了最近对1000量子比特计算机的尝试，而倾向于使用133量子比特的机器，因为后者在质量和效率上击败了1000量子比特的原型机。正如传统CPU利用超线程和缓存来提高性能一样，量子计算也有其他方法来提高其性能，而不仅仅是永远增加量子比特数量。毕竟，量子比特数量越多，量子计算机就越不稳定，因此量子的未来将依赖于智能工程，以保持未来10000量子比特及更高数量级计算机的稳定性和运行成本低廉。

IBM和AIST的合作关系可能会对量子计算的发展和采用产生严重影响。但今天的量子技术仍然处于起步阶段，要想对消费者或专业人士有用，还有很长的路要走。IBM的2021年量子处理器最近在性能上被一组研究人员和一台Commodore 64超越，这证明IBM和行业要想达到真正的量子实用性还有很长的路要走。

今年以来，在量子计算领域日本政府还与英伟达达成了合作。2024 年 4 月，英伟达表示将帮助AIST建造混合量子超级计算机。AIST正在构建一个名为 ABCI-Q 的量子人工智能混合云系统。 英伟达为 ABCI-Q 提供图形处理单元，同时也将通过云服务提供量子计算软件。据报道，该系统最早将于 2025 财年起开放收费使用。该技术研究所设想的应用包括药物研究和物流优化。英伟达与德国和英国的研究实验室在量子计算方面展开合作，但涉及软件的更广泛合作却很少。

量子计算机能够解决传统计算机无法解决的复杂问题，但即使周围环境发生轻微变化，量子计算机也容易出错。与超级计算机结合可以解决这一问题，使系统更易于进行复杂处理。

研究人员可以通过云系统输入问题并接收计算机的响应。通过向私营部门开放该系统，该研究所希望帮助推进量子计算技术。例如，该程序可以帮助物流公司确定最佳运输路线。它可以为多次停靠且载重量最大的卡车提供二氧化碳排放量最小的最短路线。

除了IBM 在发展量子计算、英特尔、Alphabet、Honeywell、QionQ等都是量子计算机的领军企业。国内方面，中国第三代自主超导量子计算机“本源悟空”全球访问量突破1000万人次，这是中国首次在国际上大规模、长时间提供自主量子算力。