5月10日，IBM公司发布实现大规模实用量子计算的新路线图^[1]。该路线图详细介绍了新的模块化架构和网络计划，这些计划将使IBM量子计算系统最终拥有多达数十万个量子比特。为使其量子计算系统达到大规模实用的程度，IBM还计划持续构建一个智能化的软件协调层，以有效分配计算资源和工作负载，并消除基础设施不足带来的挑战。

图1  IBM量子计算路线图

IBM最初在2020年宣布了其量子路线图，到目前已实现了包括127量子比特的量子计算机Eagle、通过Qiskit Runtime软件平台将模拟分子速度提高120倍等目标。IBM预计将在2022年发布其433量子比特量子计算机Osprey，推出动态电路，以扩展硬件功能，并实现核心的量子纠错基本功能，计划在2023年发布1000+量子比特的量子计算机Condor。

IBM称其开创实用量子计算时代的工作将依靠三大支柱来实现：稳健和可扩展的量子计算硬件；尖端的量子软件，以协调和实现对量子计算硬件的访问和使用；广泛的全球量子生态体系。

1、模块化的量子计算。在新路线图中，IBM将研究3种可扩展性技术：通过将经典计算资源与可以扩展的量子处理器相结合，构建跨多个处理器进行经典通信和并行操作的计算系统；部署短距离、芯片级耦合器，这些耦合器将多个芯片紧密连接在一起，有效地形成一个更大的处理器；在量子处理器之间提供量子通信链路。IBM表示这3种可扩展性技术都将用于其2025年目标：使用多个模块化扩展处理器集群构建的4000+量子比特数的量子计算机。

2、构建以量子为中心的超级计算架构。在硬件突破的同时，IBM路线图以软件里程碑为目标，提高错误抑制和缓解能力。这些技术目前取得的进展正在提高量子软件的能力，以最大限度地减少噪声对用户应用程序的影响，并为未来纠错量子系统铺平道路。2023年，IBM计划继续通过多线程来加快Qiskit Runtime，并通过Qiskit Runtime直接在云中构建工作流程，将“无服务器”（Quantum Serverless）方法引入核心量子软件堆栈，使开发人员能轻松利用量子和经典资源。作为更新路线图的一部分，“无服务器”方法还将为IBM软件堆栈中的核心功能奠定基础，以智能地在经典资源和量子资源之间进行权衡和切换，形成以量子为中心的超级计算架构。IBM的Quantum System 2量子计算机系统将模块化和灵活性融入技术堆栈的每一层，提供成功将多个量子处理器连接在一起所需的基础设施，该系统的原型计划于2023年启动并运行。

3、IBM量子安全。目前，IBM正与学术和工业合作伙伴以及美国国家标准与技术研究院（NIST）等机构密切合作，开发量子安全方案，将推出IBM Quantum Safe安全方案，此安全方案将结合加密技术和专业的咨询服务，旨在保护客户在量子时代最有价值的数据。Quantum Safe将通过以下方式帮助客户：为客户提供培训，使其了解新的量子安全密码学有何不同以及对组织有何影响；通过IBM Quantum Safe Scope Garage研讨会提供战略指导，针对组织风险、IT战略、供应链依赖性和生态系统运营量身定制量子安全计划；为客户提供加密库存、依赖关系和安全状况的风险评估；为客户提供安全的量子密码技术。（杨况骏瑜）