在当前技术条件下，即便使用最先进的计算机，许多任务可能都需要数月、甚至数年才能完成。研发革命性的药物，测试汽车新材料，模拟市场情景如何影响银行——这些只是其中一部分。
但是，如果这个时间框架可以缩短到几分钟或几小时呢？这就是量子计算背后的愿景，量子计算是一个研究了几十年的领域，如今正吸引科技巨头与初创企业越来越多的关注与投资。
美东时间周三（12日），IBM宣布推出全新量子处理器IBM Quantum Nighthawk，并已研制出一款名为Loon的新型实验性量子计算芯片。过去两年，谷歌、微软和其他科技公司也相继发布了与量子计算相关的公告。
据悉，Nighthawk是其迄今为止最先进的量子处理器，能够执行比上一代产品更复杂的计算，预计将于2025年底交付给IBM用户。公司表示，Nighthawk提供120个量子比特，配备218个下一代可调耦合器，与IBM Quantum Heron相比增加了超过20%。但量子芯片Loon仍处于早期阶段，IBM没有向外界透露何时可以对其进行测试。
IBM相信，到明年年底，Nighthawk可以在某些任务上击败传统计算机，并正在与一组初创公司和研究人员合作，公开分享其代码，以便其他人可以测试其性能。
据了解，在量子计算中，光子（或光粒子）被用作量子比特，当它们连接在一起时，比传统计算机使用的二进制0和1具有更强的处理能力。量子位可以同时是0和1，处于叠加状态（superposition state），这使得它们能够更快地处理信息。
IBM表示，这项技术可以在几分钟或几小时内解决一些通常需要传统计算机花费数千年才能解决的问题。麦肯锡公司此前曾预测，到2035年，量子计算有望为某些行业带来1.3万亿美元的价值增长。专家认为，量子计算有望在密码学、金融、科学和交通运输等领域取得突破性进展。
挑战仍存
但量子计算要解决现代难题，该行业仍需克服一系列挑战。例如，量子比特极其脆弱，极易受到温度或光照变化等外部因素的影响。
而IBM的Loon芯片就旨在解决这一难题：它证明已有组件可用于大规模构建“容错量子计算机”——即便出现错误，这类计算机仍能有效运行。这是关键的一步，因为量子比特对干扰极为敏感，出错在所难免。
IBM研究院主任、IBM研究员Jay Gambetta表示：“如果我只是震动一下桌子，就会损坏我们的量子计算机。哪怕只有一点点光射进去，也会对它造成损害。”
与此同时，他还介绍称，新型Nighthawk能运行更复杂的“量子门”（gates）。美国国家标准与技术研究院（National Institute of Standards and Technology）指出，“量子门” 是量子计算机处理信息的“基本构建模块”。
IBM预计，Nighthawk的未来迭代版本到2026年底将实现多达7,500个门，然后在2027年实现多达10,000个门。到2028年，基于Nighthawk的系统可以支持多达15,000个双量子比特门，这得益于1,000个或更多连接的量子比特。
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