量子技术突破，消除计算之间的长时间停顿

图片：IBM

量子计算的发展有望在短短几秒内解决极其复杂的数学和科学难题，而如今最强大的超级计算机完成同样的任务却需要数年时间。这项技术为加快气候变化、新药和合成材料的研发以及清洁能源先进解决方案等领域的研究打开了大门。IBM计划到2033年，在其IBM量子平台上构建拥有超过2000个量子比特和10亿个电路的系统。一个重要的中期目标是消除拥有200个量子比特和1亿个“门”的系统中的错误，而IBM Nighthawk r2处理器凭借其“7500个门”的容量，树立了一个全新的里程碑。

迄今为止，量子系统运行中最显著的延迟是条件复位，即量子比特在进行新一轮计算操作之前必须回到基态。这种暂停通常持续数百微秒，造成了严重的性能瓶颈。IBM 在 IBM Nighthawk r2 处理器中通过集成耗散式复位器件解决了这个问题。该器件利用高动态范围耦合器，在需要时将可编程量子比特瞬间返回基态。这使得量子比特的能量保持时间从 200 微秒缩短到约 25 纳秒。

由于每个量子比特都与耦合器有独立的连接，因此重置过程完全独立，不会影响相邻的量子比特。每个周期之间的总空闲时间缩短至仅一微秒，从而实现了高达每秒 10 万次的循环速度。这比之前的 IBM Heron 型号快 25 倍。

更快的重置速度还能将初始错误率降低 25 倍，IBM Nighthawk r2 处理器采用网状结构，其中大多数量子比特与其四个最近邻量子比特相连。这些卓越速度的真正稳定性和可靠性，只有通过外部研究人员在 IBM 量子平台上进行的长期测试才能验证。