IBM公布最新量子運算發展計畫 4年後推出全球第一台量子電腦

IBM宣布將研發全球第一台大規模容錯量子電腦IBM Quantum Starling （代號：椋鳥），朝向可落地、可擴展的量子運算邁出重要的一步。IBM已在全球運行數量可觀的量子電腦；此次公布最新量子運算發展計畫，顯示IBM研發實用級容錯量子電腦的企圖心。

IBM Quantum Starling 預計於2029年在美國紐約州Poughkeepsie的全新IBM量子資料中心完成研發上線，其運算能力將比現今的量子電腦高出2萬倍。要達到IBM Quantum Starling的運算狀態，需要超過10的48次方（即10萬億億億億）台目前最強大超級電腦的記憶體。藉助IBM Quantum Starling的能力，使用者有望突破當前量子電腦的性能限制，充分探索其量子態的複雜性。

具有數百或數千個邏輯量子比特（logical qubit）的大規模容錯量子電腦，可以運行數億到數十億次運算，加速藥物開發、材料發現、化學和優化等工作，並大幅提升成本效率。

邏輯量子比特是容錯量子電腦的一個單元，負責儲存一個量子比特的量子資訊。一個邏輯量子比特由多個物理量子比特（physical qubit）組成，後者協同工作以儲存量子資訊，並相互監控錯誤。與傳統電腦相同，量子電腦需要容錯才能無障礙地運行大量工作負載。為此，研究人員使用物理量子比特集群，來創建比底層物理量子比特數量更少、錯誤率更低的邏輯量子比特。隨著集群規模擴大，邏輯量子比特的錯誤率呈指數級下降，以便執行更大規模的運算。

使用盡可能少的物理量子比特，建立更多的邏輯量子比特來運行量子電路，這對於實現規模化的量子運算十分重要。然而，直到今天，研究人員尚未找到明確途徑，研發一個無需巨量工程費用的容錯系統。最新的IBM量子運算發展計畫呈現了執行容錯標準的關鍵技術里程碑。