IBM (IBM) 股價上漲 1.93% 至 237.16 美元,該公司持續推進大規模容錯量子運算的相關計畫。這檔股票自接近 231.00 美元的盤中低點強勁回升,並在整個交易時段維持正向動能。這波走勢伴隨一項技術里程碑:IBM 在單一共用的超低溫運作環境中,成功連接並冷卻兩個低溫冷凍模組;在這個單靠軟體進展不足以推動硬體藍圖前進的領域中,此舉進一步提升了實體規模。

低溫冷凍系統達成關鍵里程碑

IBM 設計這套新的低溫冷凍架構,目標是在可擴充的運算系統內支援數百個互連的量子晶片。最初兩個投入運作的模組,每個高度與寬度均超過 8 英尺。在初步冷卻測試中,這對模組在不到五天的時間內達到 4 克耳文,且系統在第一階段冷卻完成後不久,便降至低於 15 毫克耳文。

每個真空腔體所提供的佈線容量,均顯著高於 IBM 廣泛部署的量子系統,新模組為處理器連接提供的佈線空間最多可達 12 倍。箱型架構讓多個模組能夠緊密成排連接運作,同時支援處理器之間的直接連結。IBM 計畫在模組化系統中,透過其 L-coupler 技術連接各個獨立的量子晶片,使處理器得以交換資訊,並作為更大規模量子電腦的組成部分協同運作。

這一點相當重要,因為量子系統在規模擴大時,必須仰賴嚴格控制的溫度、佈線與隔離條件,而隨著連接的處理器數量增加,這些限制也更難以管理。IBM 的模組化做法,正是要讓這些工程環節更容易以平行方式測試與擴充,而非將其視為單一固定的環境。

2027 年前達成 1,000 個可程式化量子位元

IBM 打算在 2027 年前,運用 L-coupler 將數個處理器連接成更大規模的量子系統。該系統預計配備至少 1,000 個可用於直接運算工作負載的可程式化量子位元,這也使模組化冷卻平台成為 IBM 持續擴展的量子處理器藍圖中,一項重要的基礎設施。

今年稍後,IBM 將在低溫冷凍模組內安裝 Quantum Nighthawk 處理器,以進行進一步的運作測試。這些安裝作業將讓 IBM 能夠在提高處理器密度與連接容量的同時測試系統效能,工程師則可獨立測試並改進新模組化架構中的各項元件。

此設計納入了目前用於 IBM Quantum System Two 的三項關鍵環境元件,但 IBM 已重新調整這些元件的結構,讓團隊能夠獨立測試並改進每個部分。該公司表示,這種做法可望加速硬體開發,同時降低與測試整體整合冷卻環境相關的限制。

Quantum Starling 朝 2029 年目標穩步推進

此一里程碑支持 IBM 於 2029 年推出 Quantum Starling 的整體計畫。IBM 預期 Starling 將成為以模組化基礎設施為核心打造的大規模容錯量子電腦,而隨著該公司持續擴展系統,每個低溫冷凍模組最終可望容納數千個量子位元。

IBM 在公布 Starling 計畫的同時,也提出了一種糾錯方法,旨在減少容錯運算所需的實體資源。此後,該公司已展示多項重要硬體元件,並改善了高效糾錯解碼的方法。這些進展因應了處理器設計、解碼、系統工程以及可靠量子運作等面向的技術需求。

容錯量子運算的目標,在於控制目前限制量子運算規模與可靠性的錯誤。IBM 多年來持續為更大規模的量子系統開發處理器、軟體、冷卻基礎設施與糾錯方法,而這些相互連接的低溫冷凍模組,如今再增添一項基礎設施元件,支持該公司朝可擴充容錯量子運算轉型的計畫。