IBM将建首台大规模容错量子计算机

项目概述

IBM宣布计划在2029年前建造全球首台大规模容错量子计算机。这台名为星鸟（IBM Quantum Starling）的系统将在纽约州波基普西（Poughkeepsie）新建的IBM量子数据中心开发。

IBM董事长兼首席执行官阿文德·克里希纳（Arvind Krishna）表示："IBM正在开创量子计算的新前沿。我们在数学、物理和工程领域的专业知识正在为大规模容错量子计算机铺平道路——这将解决现实世界的挑战并为商业带来巨大可能。"

核心技术指标

星鸟系统将能够使用200个逻辑量子比特执行1亿次量子运算，其计算能力预计将是当前量子系统的2万倍。存储其计算状态所需的内存将超过一千万亿亿亿亿台（10⁴⁸）现代超级计算机的总和。该系统将为后续的蓝松鸦（IBM Quantum Blue Jay）系统奠定基础，后者将配备2000个逻辑量子比特，可执行10亿次运算。

逻辑量子比特由多个物理量子比特组成，能够在计算过程中检测和纠正错误。这是量子系统扩展到实际应用的关键，如药物开发、材料科学、化学和优化等领域。

发展规划

根据IBM最新发布的量子路线图：

• 今年将推出气球（IBM Quantum Loon）系统，测试qLDPC代码组件
• 2026年发布笑翠鸟（IBM Quantum Kookaburra）系统，首次实现量子存储与逻辑运算的结合
• 2027年推出凤头鹦鹉（IBM Quantum Cockatoo）系统，用于构建更大规模的量子网络

创新容错技术

IBM采用量子低密度奇偶校验（qLDPC）代码架构解决容错问题，与现有技术相比可减少90%的物理量子比特开销。公司发布的两篇技术论文详细介绍了qLDPC代码提升指令处理效率的方法，以及如何利用经典计算资源实现实时错误纠正。

系统成功的关键在于错误抑制能力、通用指令应用和模块化扩展性。IBM表示，开发过程将充分利用现有成熟组件和错误纠正方法。目前，IBM已在全球部署多个量子系统，星鸟项目将推动量子计算从实验阶段迈向实用基础设施。