重要指标：规模、质量与速度
时间：2022-04-07 20:39:01 | 来源：行业动态
时间：2022-04-07 20:39:01 来源：行业动态
IBM公司使用三大关键指标衡量量子计算性能规模、质量与速度。规模指标自然就是系统中所容纳的实际量子比特数，而且单一2量子比特门操作当中可以容纳任意量子比特。
规模IBM
量子比特的数量是决定规模指标的关键，也代表着量子计算设备所能处理的任务复杂程度。对量子比特和硬件的扩展当然不可能一蹴而就，这是一项系统且长期的研究工作，往往只能通过微小但重要的渐进式改进实现。
整个过程类似于高性能赛车的持续改装。我们不可能指望换一套新轮胎就显着提高赛道圈速。通过长时间的测试，赛车科学团队逐步做出多项细小改变，包括油气混合比、油泵设置、齿轮传动比、车身空气动力学、重量分布等等。
IBM的量子比特改进与规模扩展也是同样的原理。2019年，蓝色巨人通过增强超导约瑟夫森结的可靠性打造出了拥有27个量子比特的Falcon处理器。此外，他们还采取了不同于以往的量子比特晶格排列，借以降低不同量子比特之间的相互干扰。
去年，IBM又发布了其65量子比特Hummingbird处理器。这款处理器具有量子比特读出功能，凭借多路读出复用将值测量操作从每量子比特一条线路、削减至八个量子比特共用一条线路。这项创新为低温系统节约下更多空间，也让此次由65量子比特到127量子比特的巨大提升有了可能。
质量IBM
IBM设定的质量指标，用于衡量其技术能否在足够的纵向深度下实现量子电路设计。这项提出于2017年的质量标准正是量子体积，即Quantum Volume，其中综合考量了量子比特数、量子比特间互连方式、门与测量误差、设备串扰、电路编译器效率等因素。量子体积还需要考虑到材料损失及其他潜在缺陷，外加控制与读出错误等问题。
IBM提出的量子体积概念非常重要，也奠定了量子系统任务执行速度的现有测试基准。IBM将量子系统的速度定义为每秒电路层操作数（CLOPS）。之所以强调速度，是因为速度更快、质量更高的电路一定能在更短的时间内解决复杂问题。
而在量子体积基准测试确定了电路质量之后，研究人员即可编译电路并在硬件上运行以核算实际CLOPS。
速度IBM
通过广泛研究，IBM开发出多种方法来提高电路速度，具体包括：
转为速度更快的高速量子比特操作门。
高保真快速读出，最大限度缩短量子比特重置与重用所需要的时长。
使用高级控制器元件作为准备寄存器，借此加快下一电路的操作速度、实现10至20微秒的量子比特重置周期，同时达成更好的整体控制效果。在下代方案中，用于模拟氢化锂分子的高级控制系统将提供更高的读数质量和更快的量子比特重置性能，有望将每批电路的执行时长为1000微秒进一步缩短至70微秒。
Qiskit Runtime将处理速度提升达120倍。经典计算机与量子计算机将在统一的架构中协同运作，该架构会将经典计算资源部署在靠近量子处理器的位置以缩短延迟。本质上，Qiskit Runtime相当于是量子计算版本的容器化服务。在Qiskit Runtime执行环境中运行量子程序，能够充分发挥IBM混合云强有力的广泛工作负载处理能力。
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