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量子客Qtumist|两个月你能实现什么？，粉碎记录的一年

2020第二季度 ， 轰动全球的事件之一便是霍尼韦尔宣布发布最强量子计算机 。 其最强一词的定义便来自于IBM制定的关于量子设备的性能度量标准：量子体积（QuantumVolume,QV）一词 。 ?
拼量子比特数量是个“坑”
IBM表示 ， 衡量一个量子设备的性能不仅要看量子比特的数量 ， 还要考虑量子比特的连通性（Connectivity） ， 门的测量误差(MeasurementErrors) ， 相干时间(CoherenceTimes)的增加 ， 设备串扰(DeviceCrosstalk)的减少 ， 以及软件对电路编译效率(CompilerEfficiency)的改进等 ， 因此 ， 他们提出了一个对量子设备整体的度量标准 ， 即上文提及的量子体积QV 。
早在2017年 ， IBM便通过量子比特数为5 ， QV为4的量子设备来提供云服务 。 之后 ， IBM便以此作为度量标准 ， 制定了一个量子系统路线图 。 同时表示 ， IBM要在2020年实现量子优势 ， 便要以类摩尔定律的形式 ， 来实现QV的增长 ， 即QV每年翻倍速度增长 。 回顾IBM数据 ， 该公司也兑现了他们的承诺 ， 实现了早期计划 ， 2017年实现4-QV ， 2018年8-QV ， 2019年16-QV ， 2020年达到32-QV 。
量子客Qtumist|两个月你能实现什么？，粉碎记录的一年
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图1|IBM量子体积增长（来源：IBM）
量子优势里程碑
IBM于2020年1月初宣布 ， 成功实现32-QV的量子计算设备 ， 达到32-QV的第一台量子计算设备被命名为罗利（Raleigh） ， 其具有28个量子比特 。 IBM表示 ， QV达到32这一进步是IBM在量子计算设备实现量子优势的一大里程碑 。 罗利利用了IBM53-qbit量子计算机中开发改进的六边形晶格连接结构 ， 在相干性方面进行了改进 。 而相较于Penguinr4性能最好的量子设备伯布林根（Boeblingen ， 16QV、20-qubit） ， 其性能翻了一番 。
量子客Qtumist|两个月你能实现什么？，粉碎记录的一年
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图2|IBMPenguin20-qubitCNOT门误差分布（来源：IBM）
当下 ， 距离IBM实现32QV距离仅仅6个月的时间 ， IBM宣布 ， 其已经拥有8个超过32QV性能阈值的量子计算系统 ， 其中6个是全新的系统 。 IBM达到32-QV的量子系统分别是：
Falconr4（巴黎 ， 蒙特利尔和多伦多）；
Canaryr3（雅典 ， 波哥大 ， 罗马和圣地亚哥）；
Penguinr3（约翰内斯堡） 。
其中有三个是27-qubitFalcon处理器 ， 四个是5-qubit的Canary处理器 。
图3|IBM量子设备及性能的增加（来源：IBM）
【量子客Qtumist|两个月你能实现什么？，粉碎记录的一年】全球量子计算机数量最多的企业
早在今年5月初 ， IBM已经宣布拥有了18台量子计算机 ， 但是并未公布详细细节 。 近日 ， IBM宣布 ， 加上新增的量子计算系统 ， 截止目前IBM共拥有22台量子计算设备 。 由此看来 ， 之前宣布的18台量子计算机 ， 包含了近日宣布所新增的量子设备 。
IBM表示 ， 新系统的快速推出 ， 得益于硬件设计的改进和新的“目标旋转”（TargetRotary）脉冲技术 。 目标旋转增加了两个量子纠缠操作的保真度 ， 同时减少了相邻量子比特的错误 。 其相关论文已发表在《Arxiv-QuantumPhysics》期刊 。
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