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

• 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 個量子位的系統。 

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。

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source: IBM Taiwan