据英国《新科学家》周刊网站11月12日报道，作为制造一台无差错量子超级计算机竞赛中的一个竞争者，国际商业机器公司（IBM）一直在采用一个与其直接竞争对手们不同的策略。如今，该公司推出了两款新型量子计算机：“夜鹰”和“潜鸟”。它们可能会验证IBM的方法并为使下一代量子计算机真正发挥作用提供所需的创新。

IBM的量子超级计算机采用模块化设计，依赖于开发新的方法来连接不同量子计算机单元内部及之间的超导量子比特。IBM的研究负责人杰伊·甘贝塔表示，当IBM首次推出这一设计时，一些研究人员对这些连接方式的实用性提出了质疑。他说：“这就好像人们对IBM团队说‘你们这是纸上谈兵，是无法实现的’，而我们（现在）要证明这种说法是错误的。”

在“潜鸟”设计中，每个量子比特与其他六个量子比特相连，且这些连接可以“突破平面”，这意味着它们不仅可以在芯片上横向传输，还可以纵向传输。这是目前其他超导量子计算机所不具备的能力。另一方面，“夜鹰”设计的量子比特之间具有四向连接性。

连接性的增强可能是克服现有量子计算机面临的一些最大挑战的关键。它可以提高量子计算机的计算能力，消除其出错的倾向。甘贝塔说，对“夜鹰”设计的初步测试表明，它运行的量子计算程序比公司目前最常用量子计算机上运行的程序复杂度高30%。这种复杂性的提升应该会为量子计算机带来更多应用，而且IBM过去的机型已经开始在化学等领域得到应用。

然而，量子计算行业的圣杯是找到将量子比特组合成所谓的逻辑量子比特的方法，并且这些逻辑量子比特是无差错的。IBM倡导的方法比其竞争对手（如谷歌采用的方法）所需的组合更小。这可以让IBM实现无差错计算，同时降低构建数百万量子比特所需的一些成本和工程挑战。但如果没有量子比特之间的大量连接，这就行不通。甘贝塔说他们在“潜鸟”设计上已经实现了这种连接。

澳大利亚悉尼大学的斯蒂芬·巴特利特表示，虽然对这些新设备还需要进行更多测试和基准测试，但量子比特的连接性得到增强这件事令人兴奋。他说：“这并不是解决扩展超导设备规模的所有问题的灵丹妙药，但它无疑是朝着这个方向迈出的重要一步。”

但现在仍存在工程和物理方面的挑战。其中之一是设计出在计算结束时读取量子计算机输出的最佳方法。甘贝塔说这是IBM最近已经取得进展的另一个领域。IBM的物理专家马蒂亚斯·斯特芬表示，团队现在还将致力于增加每个量子比特的“相干时间”。这是对量子比特保持对计算有用的量子态的时长的一种度量。给量子比特添加新连接时，相干时间往往会降低。该团队也在设计在计算运行时重置某些量子比特的方法。

IBM计划在2026年推出一款能够存储和处理信息的模块化量子计算机，这将基于对“潜鸟”和“夜鹰”进行测试的结果。（编译/涂颀）