超導(dǎo)量子計算領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者IQM Quantum Computers (IQM)今天宣布了其發(fā)展路線圖和技術(shù)里程碑，目標(biāo)是到2030年實(shí)現(xiàn)容錯量子計算，同時支持針對近期用例的專用噪聲中尺度量子(NISQ)策略。

自成立以來，IQM已成功交付了基于其前三代處理器的全棧量子計算機(jī)。IQM的12年路線圖反映了其通過新型算法策略、模塊化軟件集成和可擴(kuò)展硬件進(jìn)展開創(chuàng)量子解決方案的愿景。該路線圖充分利用公司在設(shè)計和制造下一代量子處理器方面的能力，并實(shí)現(xiàn)與開放軟件棧控制的全棧系統(tǒng)的無縫集成。

憑借獨(dú)特的協(xié)同設(shè)計能力，IQM合并兩種處理器拓?fù)銲QM Star和IQM Crystal，將路線圖引向具有高系統(tǒng)性能的高效糾錯部署。為了實(shí)現(xiàn)這一路線圖，IQM對其研發(fā)、測試和制造設(shè)施進(jìn)行了系統(tǒng)性投資，以便在保持高量子比特質(zhì)量和門保真度的同時，將技術(shù)能力擴(kuò)展到100萬量子比特。

為了支持開發(fā)者社區(qū)并簡化量子計算的使用，IQM還將實(shí)現(xiàn)HPC的緊密集成，并創(chuàng)建一個特殊的軟件開發(fā)工具包(SDK)。各種開放接口將增強(qiáng)生態(tài)系統(tǒng)的能力，包括量子誤差緩解、共同開發(fā)庫和IQM量子計算機(jī)上的用例。

該公司的目標(biāo)是在多個行業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮量子優(yōu)勢，重點(diǎn)關(guān)注量子模擬、優(yōu)化和量子機(jī)器學(xué)習(xí)。根據(jù)一份McKinsey報告，到2035年，這些選定的用例將釋放超過280億美元的價值潛力。

擁有數(shù)百至數(shù)千個高精度邏輯量子比特的全糾錯系統(tǒng)將帶來量子優(yōu)勢。該系統(tǒng)通過有效實(shí)施新型量子低密度奇偶校驗(QLDPC)碼來實(shí)現(xiàn)糾錯。與部署表面碼相比，這種方法最多可將硬件開銷降低10倍。

此外，IQM的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)誤差率低于10^-7的高精度邏輯量子比特，從而為化學(xué)和材料科學(xué)等要求超高精度的應(yīng)用帶來量子優(yōu)勢。

IQM Quantum Computers聯(lián)合創(chuàng)始人兼聯(lián)合首席執(zhí)行官Jan Goetz博士表示：“我們正在通過一種新穎的芯片拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)量子低密度奇偶校驗(QLDPC)碼，這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)得益于我們獨(dú)特的互聯(lián)Star結(jié)構(gòu)、長距離耦合器以及非常緊湊的先進(jìn)封裝和信號路由設(shè)計方案。這強(qiáng)調(diào)了我們對硬件效率的承諾，通過與開放式模塊化軟件架構(gòu)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了一條可行的、可擴(kuò)展的容錯途徑。”

Goetz強(qiáng)調(diào)，公司專有的潔凈室設(shè)施將支持制造具有獨(dú)特長距離連接的復(fù)雜處理器，從而促進(jìn)高性能量子處理器的發(fā)展。

為此，IQM將實(shí)施針對先進(jìn)封裝和三維集成的新型解決方案，以確保可擴(kuò)展性，同時維持其降低誤差率的宏偉目標(biāo)。其大規(guī)模處理器將以模塊化方式構(gòu)建，并配備低溫電子技術(shù)，最終減少了熱負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)了封裝解決方案的高度微型化，并降低了每個量子比特的成本。這些特點(diǎn)將為IQM在HPC和企業(yè)市場的客戶帶來性能更強(qiáng)、價格更合理的產(chǎn)品。

自2020年以來，IQM一直專注于將量子系統(tǒng)集成到HPC中心，提供本地和云端訪問，其最新成果是德國萊布尼茨超級計算中心的第一臺混合量子計算機(jī)。

IQM計劃在未來的出版物、博客文章以及行業(yè)和學(xué)術(shù)活動中進(jìn)一步闡述路線圖的更多細(xì)節(jié)。