IBM 成功连接两个 15 Millikelvin 以下低温模块，迈向 2029 年容错量子计算机

IBM 成功地在单个共享环境中集成并冷却了两个低温模块，该公司称这是扩展量子系统的关键一步，最终可以连接数百个量子芯片。这一成就支持了 IBM 设定的在 2029 年交付 IBM Quantum Starling 的时间表，该公司预计该系统将成为第一台容错量子计算机，融合了纠错、处理器设计、解码和整体系统工程方面的进展。

IBM 用于支持容错量子计算的可扩展模块化低温系统的内部。（图片来源：IBM）

组合后的双模块装置高度超过 8 英尺，宽度超过 8 英尺。在初始测试期间，这些模块在不到五天的时间内共同冷却至 4 Kelvin（液氦温度），随后不久降至 15 millikelvin 以下，比深空还要冷 180 多倍。每个模块的真空外壳提供的布线空间是目前使用最广泛的 IBM 量子系统的 12 倍，这种设计变更旨在支持单个模块内部以及跨链接模块的更高密度的芯片间连接。

这些模块采用箱形设计，允许多个单元紧密排列连接。这种布局结合增加的内部布线空间，使得通过 IBM 的 L-coupler 技术直接链接量子处理器成为可能。L-coupler 连接独立的量子芯片，使它们能够交换信息并作为更大规模量子计算机的组件协同工作。

链接 1,000 个 Qubits

IBM 的路线图要求通过 L-couplers 将多个处理器连接成一个到 2027 年拥有至少 1,000 个可编程 qubits 的组合系统。可编程 qubits 是那些可以直接应用于计算的 qubits。作为这项工作的一部分，IBM 计划在今年晚些时候将其 Quantum Nighthawk 处理器安装到低温模块中，以继续进行性能测试。当 Starling 部署时，IBM 计划让每个低温模块容纳数千个 qubits。

IBM 去年首次概述了其 Starling 计划，引入了一种纠错码，旨在显著减少容错所需的物理资源开销。自该公告发布以来，该公司报告了持续的进展，包括核心硬件组件的演示以及更高效纠错解码方面的进展。

IBM 用于支持容错量子计算的可扩展模块化低温系统的内部。（图片来源：IBM）

加快开发周期

“将容错量子计算机引入各行各业取决于几项根本性的进步，”IBM Research 主任兼 IBM Fellow Jay Gambetta 表示。“这些低温模块的成功连接和操作标志着向该方向迈出了一大步，并将加速我们的进展，同时伴随着量子硬件、软件和算法的持续创新。”

IBM 预计模块化低温架构将加快其开发周期。System Two 环境的三个核心组件现在已内置到新的模块设计中，这使得每个组件都可以独立进行测试、改进和迭代，而不是作为一个单一集成单元的一部分。IBM 将完成的模块集成视为其继续执行其发布的量子路线图的证据，清除了通往容错量子计算道路上的又一个技术障碍。