IBM 公布最新實用量子發展路線圖:2025 年推出超過 4,000 量子位的系統

person using silver laptop computer on desk
科技新聞綜合 IT 新聞
  • 由智慧軟體管理編排、全新模組化與網路化的量子處理器,整合了量子運算和傳統運算雙重能力,在目前的硬體環境下充分展現量子優勢
  • 全新的互聯架構和軟體技術的突破,使量子位的數量大幅增加
  • 在不影響速度和品質的情況下,提升量子處理器的可擴充能力,為「以量子為中心」的超級電腦奠定基礎
  • Qiskit Runtime 軟體平台提升了量子運算的取用度、簡易度與運算能力
  • 領先業界的量子安全能力,保護企業免受「現在收集資料,留待日後解密」的資安威脅

台北2022年5月11日 /美通社/ — IBM 今日公布實現大規模實用量子運算的最新路線圖。 這份路線圖詳細規劃了全新的模組化架構和網路,以幫助 IBM 量子系統實現技術創新 — 增加到數十萬個量子位。同時,為了保證實用量子運算所需要的速度和品質,IBM 將繼續建立智慧化的軟體管理層,以高效地分配工作負載,減少基礎架構造成的阻礙。 

IBM公布實用量子運算的最新發展路線圖
IBM公布實用量子運算的最新發展路線圖

IBM藉著以下三大優勢,開創實用量子運算時代:

  • 強大、可擴展的量子硬體;
  • 頂尖的量子軟體技術,易於管理和取用功能強大的量子程式;
  • 廣大的量子生態系統,與全球具備量子運算能力和資源的機構與研發社群攜手共創。

IBM 研究院院長 Dario Gil 表示:「從2020年起短短兩年間,IBM 對發展量子運算取得了長足的進步。在逐步實現願景時,我們看到了量子的潛力與可能性;也確定了邁向實用量子運算時代所需要投入的資源。藉著量子無伺服器運作、硬體和軟體科技的進展,以及在發展路徑圖中描繪的理論目標,IBM 期待開創以量子為中心的超級電腦新時代,提供我們的合作夥伴與客戶強大且豐沛的運算能力。」

2020 年 IBM 公佈了量子發展路線圖,並按照計劃逐步實現目標,包括:

  • 推出 127 個量子位的 IBM Eagle 處理器,傳統電腦已經無法可靠、精確地模擬其量子電路;IBM Eagle處理器的架構,為量子位元數量的增加奠定了基礎。
  • IBM 利用 Qiskit Runtime 軟體平台,使量子運行加速 120 倍。
  • IBM 將量子運算服務和程式設計模式容器化。
  • 在今 (2022) 年下半年推出 433 個量子位的IBM Osprey處理器;這也屬於既定目標之一。

從 2023 年起,IBM 將繼續向目標邁進:利用 Qiskit Runtime 軟體平台和在雲端運行的工作流程,打造無障礙的量子開發體驗。將無伺服器的方法整合到核心量子軟體棧,為開發人員創造更大的簡易性和靈活度;這種無伺服器的方法也是在量子系統和傳統電腦系統之間,智能且高效地分配工作的一個關鍵步驟。在硬體方面,IBM 計畫推出全球首創、具備超過 1,000 個量子位的通用量子處理器 IBM Condor。

IBM 院士暨 IBM量子運算副總裁 Jay Gambetta 表示:「IBM最新發表的量子路線圖,展示了我們將如何實現量子科技所承諾的運算規模、品質和速度。IBM 正在建立一個平台,結合模組化量子處理器與Qiskit Runtime 的經典基礎架構,讓使用者可以輕鬆地將量子運算部署在其工作流程之中,來應對目前面臨的各種重大挑戰。」

推出模組化量子運算

根據 IBM 新發布的量子路線圖, IBM 將通過三個維度,實現量子處理器的可擴展性: 

首先,以傳統方式,在多個處理器之間建立通訊和平行作業。整合了傳統運算資源的量子處理器,為實現實用量子系統所需的、更多元的技術「拓寬」了道路,例如經過改良的抑制誤差技術,以及智慧工作負載調度能力。 

其次,實現可擴展的架構,包括部署晶片級短程耦合器。這些耦合器將晶片緊密地連接起來,形成更大的單一處理器,滿足模組化量子運算對於可擴展性的關鍵需求。 

第三,要實現真正的可擴展性,必須建立各量子處理器之間的量子通訊。 為此,IBM 已經提出將集群連接成更大的量子系統的建議。 

以上三種針對可擴展性的技術,都將助力IBM 實現最新的量子發展目標:透過建立模組化、可擴展的處理器集群,在2025 年推出超過 4,000 量子位的系統。 

瞭解最新發佈的 IBM 量子路線圖,請參閱 IBM 研究院網站:https://www.research.ibm.com/blog/ibm-quantum-roadmap-2026 

建立「以量子為中心」的超級運算體系

在硬體技術取得突破性進展之際,IBM 對量子軟體科技也設立了重大目標,旨在強化阻止與消除誤差的能力。這些技術目前的進展包括:逐步改進量子軟體的能力,最大程度地減少雜訊對於使用者應用的影響,以及為未來的糾錯型量子系統鋪路。 

2022年初,IBM 推出了 Qiskit Runtime 單元,將演算法中常用的量子硬體查詢,封裝成易於使用的介面。IBM計畫在 2023 年擴展這些單元,支持研發人員在平行的量子處理器上使用它們,加速應用運行。這些單元能夠幫助IBM 實現2023 年的階段目標:將量子無伺服器技術整合到核心軟體棧中,以輔助研發人員靈活使用量子運算與傳統運算兩種資源。在IBM 最新路線圖中,量子無伺服器技術也為 IBM 軟體棧裡的核心功能奠定了基礎,可以在傳統資源和量子資源之間智慧切換;以及形成以量子為中心的超級運算體系。

這套以 IBM 最新量子路線圖為目標的新系統,是為在 IBM Quantum System Two 中運行而設計的。IBM Quantum System Two 將模組化和靈活性融入技術棧的每一層,提供所需的基礎架構,以便成功地連接多個量子處理器。這套系統的原型預計將在 2023 年推出與運行。 

IBM 量子安全

IBM致力於協助客戶積極防範資安威脅,對於可能發生在量子領域的威脅也不例外。IBM 在這次公布的路線圖中,承諾將保持 IBM 在資訊安全領域的領導地位,將網路安全韌性提升到新的高度,並保護資料免受可能隨著量子運算的進步而出現的各種潛在威脅。

量子電腦可以為客戶提供巨大的商業價值,但也可能會給廣泛使用的全球安全協議帶來風險。 IBM 在全球擁有多位優秀的密碼專家,他們突破重重技術難關,成功開發出切實可行的量子安全解決方案。目前,IBM 正與學術機構、產業夥伴、以及美國國家標準與科技研究院 (NIST) 密切合作,共同致力於將這些方案帶到資料安全技術應用的最前線。

IBM 今日宣布將推出 IBM Quantum Safe 密碼技術和諮詢專業產品組合,在量子運算時代保護客戶最有價值的資料。因為目前被認為受到安全保護的資料,很有可能面對「現在收集,日後解密」的安全威脅。 因此,所有未使用量子安全技術保護的資料(包括過去、現在和未來的資料)都將面臨風險。遷移到量子安全標準的時間拖得越久,就會有越多的數據面臨風險。

IBM Quantum Safe 產品組合支持客戶的型態與內容:

  • 專業訓練。瞭解新的量子安全密碼有何不同,及其對組織產生的影響。 IBM Quantum Safe Awareness 服務是專為安全專業人員和高階主管而設計,提供策略洞察,指導企業應用新一代量子安全密碼科技。
  • 策略指導。IBM Consulting 團隊通過 IBM Quantum Safe Scope Garage 研討會,為企業客戶提供一站式的指導和訓練,針對組織風險、IT策略、供應鏈和生態系統營運,為企業量身定做量子安全優先順序的計畫。
  • 評估和偵測風險。使用自動化功能建立加密庫、依附關係和安全防護舉措。例如,TSS zSystem 技術服務團隊提供 zSystem 量子安全評估,使組織能夠快速掌握基於量子的密碼攻擊風險。
  • 遷移至敏捷的量子安全密碼體系。助力企業建立敏捷、現代化的運作模式,例如加密服務。IBM 已經使用敏捷和量子安全的密碼體系來研發大型主機,IBM z16 是業界第一個量子安全系統。

如需更多 IBM 量子資料,請造訪:https://research.ibm.com/quantum-computing。

關於 IBM 未來方向和意向的聲明僅表示目標和目的,可能隨時更改或撤銷,恕不另行通知。

【關於 IBM

IBM 是全球領先的混合雲、人工智慧及企業服務的提供者,為全球超過 175 個國家的客戶服務,協助其從擁有的資料裡獲取商業洞察、簡化業務流程、降低成本,並取得產業競爭優勢。 來自金融服務、電信和健康醫療等關鍵基礎設施領域、近 3,800 家政府和企業機構,採用 IBM 混合雲平台和 Red Hat OpenShift 解決方案,快速、高效、安全地實現企業數位轉型。IBM 在人工智慧、量子運算、產業導向的雲端運算解決方案和企業服務領域的突破性創新,為客戶提供開放和靈活的選擇。IBM 對企業誠信、透明治理、企業社會責任、多元與包容文化和服務精神的承諾,歷久彌新,是 IBM 業務發展的基礎。關於台灣 IBM 公司,請參閱 https://www.ibm.com/tw-zh

新聞聯絡

Cogito藝思創想徐宜寧Irene Hsu irene.hsu@cogitothinking.com / 0988-062018

IBM 公司公關部劉家容 Kate Liu kateliu@cn.ibm.com