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Eagle計(jì)算芯片有 127 個(gè)量子位，可以以量子形式表示信息，同時(shí)采用高端的3D封裝架構(gòu)，可以使用更多可用的量子位。IBM首席量子指數(shù)師Bob Sutor表示，Eagle代表著向擴(kuò)展量子計(jì)算邁出了一大步，是該公司第一款包含100多個(gè)量子位的處理器。0TDesmc

到目前為止，IBM已經(jīng)部署了大約50個(gè)量子系統(tǒng)，其中大約20個(gè)通過(guò)云計(jì)算可用。在美國(guó)以外，IBM也安裝了兩個(gè)量子系統(tǒng)。Eagle是在IBM自己的制造工廠生產(chǎn)的，但Sutor指出，產(chǎn)量并不高。目前，IBM正在自己的系統(tǒng)上使用其處理器。0TDesmc

據(jù) IBM 稱，Eagle 利用新技術(shù)將控制組件置于多個(gè)物理層，同時(shí)將量子位保持在單個(gè)層上。“由于量子位的性質(zhì)以及它們需要如何協(xié)同工作，構(gòu)建量子處理器要復(fù)雜得多，”Sutor 說(shuō)，他補(bǔ)充說(shuō)，消除干擾至關(guān)重要。0TDesmc

在一篇博客文章中，IBM 概述了 Eagle 的架構(gòu)：0TDesmc

我們必須結(jié)合并改進(jìn)前幾代IBM量子處理器所開發(fā)的技術(shù)，以開發(fā)一個(gè)包括先進(jìn)的3D封裝技術(shù)的處理器架構(gòu)，我們相信它可以構(gòu)成處理器的骨干，包括我們計(jì)劃中的1000+量子為的Condor處理器。Eagle是基于我們?cè)贔alcon處理器中亮相的重六邊形量子位布局，其中量子位與兩個(gè)或三個(gè)鄰居連接，就像坐在正六邊形的邊緣和角落里一樣。這種特殊的連通性降低了相鄰量子位之間相互作用引起的錯(cuò)誤的可能性，極大地提高了功能性處理器的性能。0TDesmc

Eagle將于12月提供給IBM量子網(wǎng)絡(luò)的特定成員。下面是Eagle未被堆疊時(shí)的樣子。0TDesmc

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IBM表示，其在紐約工廠在制造芯片中學(xué)到的新技術(shù)與量子計(jì)算機(jī)制冷和控制系統(tǒng)的其他先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，最終將生產(chǎn)更多的量子位。IBM計(jì)劃在2022年推出具有433個(gè)量子位的Osprey芯片和具有 1,121 個(gè)量子位的Condor芯片。IBM表示，屆時(shí)，公司將接近所謂的“量子優(yōu)勢(shì)”，即量子計(jì)算機(jī)可以擊敗傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)。0TDesmc

同時(shí)，IBM 也介紹新的量子系統(tǒng)IBM Quantum System 2，其旨在與具有1,000 多個(gè)量子位的處理器配合使用（即支持未來(lái)的Osprey、Condor 芯片），且能在一個(gè)系統(tǒng)中容納多個(gè)處理器與冷卻器，預(yù)計(jì)2023 年啟用。0TDesmc

關(guān)于量子系統(tǒng)2的模塊化，IBM表示：0TDesmc

有了這個(gè)系統(tǒng)，我們的硬件就可以靈活地繼續(xù)擴(kuò)大芯片的規(guī)模。隨著我們繼續(xù)沿著硬件路線圖前進(jìn)，團(tuán)隊(duì)正在采取全面的系統(tǒng)方法，以了解必要的資源，不僅支持我們即將推出的Osprey和Condor處理器，而且支持未來(lái)的quantum處理器。系統(tǒng)二結(jié)合了新一代可擴(kuò)展的量子位控制電子器件以及更高密度的低溫組件和電纜。此外，我們正在與Bluefors Cryogenics合作，重新設(shè)想低溫平臺(tái)。Bluefors的新Kide低溫平臺(tái)及其六邊形外形優(yōu)化了冰箱內(nèi)部的空間，以適應(yīng)更大處理器所需的更多支持硬件，同時(shí)確保工程師可以輕松訪問(wèn)和維護(hù)冰箱內(nèi)部的硬件。0TDesmc

IBM高級(jí)副總裁兼研究部門負(fù)責(zé)人Darío Gil表示，“這并不意味著量子計(jì)算機(jī)將一下子超越傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)。相反，IBM所設(shè)想的是一個(gè)計(jì)算應(yīng)用的某些部分在傳統(tǒng)芯片上運(yùn)行，而某些部分在量子芯片上運(yùn)行的世界。”0TDesmc

“我們相信，我們將在未來(lái)幾年內(nèi)展示量子優(yōu)勢(shì)。”Darío Gil說(shuō)到。0TDesmc

量子芯片就是將量子線路集成在基片上，進(jìn)而承載量子信息處理的功能。量子芯片是量子計(jì)算機(jī)的核心部件，目前最有前途的量子芯片分別是超導(dǎo)、半導(dǎo)體和離子阱量芯片。0TDesmc

超導(dǎo)量子芯片電路設(shè)計(jì)難度隨著量子位數(shù)增多而增大；而半導(dǎo)體量子芯片計(jì)算性能不如另兩種，但完全基于傳統(tǒng)半導(dǎo)體工藝，只要科學(xué)家能在實(shí)驗(yàn)室里實(shí)現(xiàn)樣品芯片，其大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)理論上不存在問(wèn)題；離子阱量子計(jì)算性能優(yōu)異，但體積龐大。0TDesmc

并且量子芯片但工作環(huán)境非常重要。嘈雜但工作環(huán)境會(huì)導(dǎo)致量子態(tài)被破壞，保存信息丟失；而過(guò)高的環(huán)境溫度將會(huì)導(dǎo)致量子態(tài)的演化難以控制。超導(dǎo)量子芯片和半導(dǎo)體量子芯片工作在幾十毫開的極低溫下，離子阱量子芯片一般可以工作在室溫中。0TDesmc

由于工作環(huán)境的苛刻，英特爾一直強(qiáng)調(diào)量子的實(shí)用性，僅有幾百或者數(shù)千量子位是沒(méi)有辦法造出一臺(tái)商用級(jí)量子計(jì)算機(jī)。目前英特爾的量子計(jì)算擁有自旋量子技術(shù)、低溫控制技術(shù)、全棧創(chuàng)新的特點(diǎn)。0TDesmc

英特爾推出了第二代低溫控制芯片Horse Ridge II，這款芯片是相比2019年推出的第一代產(chǎn)品擁有更高的集成度，支持操縱和讀取量子位態(tài)的能力，支持多個(gè)量子位糾纏所需的多個(gè)柵極電位的控制能力。0TDesmc