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IBM量子晶片「Loon」亮相 朝實用量子電腦邁進一大步

圖/AI示意圖

商傳媒|記者責任編輯/綜合外電報導

根據《路透》報導,IBM發布全新實驗性量子運算晶片「Loon」,象徵量子錯誤修正技術邁入新的發展階段,並有望加速「實用型量子電腦」的落地。IBM同步宣布年底將推出可供外界使用的量子晶片「Nighthawk」,市場預期該產品可能在部分運算任務上挑戰甚至超越傳統電腦效能。面對 Google 與 Amazon 等科技巨頭的量子競賽布局,全球量子生態系進入加速整合與開放合作的新節奏。

IBM推出「Loon」!以新錯誤修正架構示範突破

量子電腦被視為下一代運算革命,可望處理需耗時數千年才能完成的複雜問題,包括材料科學、藥物開發、優化模型及金融量化分析。然而,量子位元(qubits)極易受外界干擾而產生錯誤,如何有效修正成為業界共同難題。

IBM表示,新晶片「Loon」展示其2021年提出的創新錯誤修正方法:將行動通訊領域用於提升訊號品質的演算法移植至量子架構,並結合量子晶片與傳統晶片形成混合運算模式,使錯誤修正過程更具效率。

研究機構顧能公司(Gartner)副總裁暨分析師霍瓦特(Mark Horvath)受訪指出,這項做法能提升量子系統的穩定性,但代價是晶片製造難度大幅提升,因為晶片需具備基本量子位元,同時還要安置更複雜的量子連結。霍瓦特強調,「這項設計非常巧妙,如今IBM真的把概念落實到晶片上,確實令人期待。」。

在美國Albany NanoTech生產 借重先進晶圓製造技術

IBM研究總監甘巴特(Jay Gambetta)強調,「Loon」能實現關鍵突破,主要仰賴美國紐約Albany NanoTech Complex 的先進製造能量,該園區配備與全球最先進晶圓代工廠同級的光刻與製程設備,讓IBM能測試更多新型量子線路配置。

外界分析,量子晶片要達到實際投入商業使用的穩定度,需以高精度微影技術製造,具備成熟量產能力的製程平台將成為競爭優勢。IBM選擇在美國本土進行製造,也被視為符合美國政府推動「先進製造回流」與「戰略科技自給」的政策方向。

年底推出「Nighthawk」鎖定實際運算任務挑戰傳統電腦

除了仍在測試階段的Loon,IBM同步公布另一款較成熟的晶片「Nighthawk」,該晶片預計於今年底開放使用,並可能在明年底以前於部分運算任務上展現「量子優勢」(quantum advantage)。量子優勢指的是量子電腦能在特定任務中,達到明顯快於傳統超級電腦的效能,被視為量子產業中最具指標性的里程碑。

IBM表示已與多家新創企業與研究團隊合作,並將相關程式碼公開,以便外界驗證效能。甘巴特強調,量子技術的發展不應停留在「炫目標題與科學論文」,而是要建立可供社群共同參與的開放環境,透過程式碼提交、測試、比較,選出真正具備商業與科研價值的應用。

與Google、Amazon競爭 量子產業加速形成跨領域合作

目前全球主流雲端與科技巨頭均加碼量子研發,Google專注於量子霸權(quantum supremacy)驗證,Amazon則以 AWS建構量子雲端平台為核心策略,兩者皆持續投入錯誤修正研究。

市場策略分析師指出,IBM與競爭者最大的差異在於製程平台:IBM 採自有技術與開放社群策略,而Google偏向內部封閉研發;Amazon則更像平台整合者,試圖可接入不同品牌的量子硬體。三大巨頭的競爭模式,可能加速形成一個跨硬體、軟體與雲端的量子生態網絡。

不過,也有學界觀點提醒,量子電腦距離大規模商業化仍有至少五至十年的路程,現階段的成果多著重於架構驗證與錯誤修正能力,市場應保持理性預期,以避免過度期待帶來資源錯置。

量子技術展望:從科研突破走向可用性驗證

綜合產業分析,IBM 此次展示的「Loon」與即將推出的「Nighthawk」,代表量子產業逐漸從實驗室概念走向「可用性」驗證階段。未來數年,量子電腦最有可能落地的場景包括:

  • 材料模擬與化學反應模型
  • 新藥研發與蛋白質結構分析
  • 大規模優化問題(物流、能源調度)
  • 高維度風險建模(金融量化分析)

值得注意的是,量子商業化仍需克服兩大挑戰:量子位元的穩定度(coherence time)與量子錯誤率;最終能否以可接受成本打造低錯誤率的晶片,將成為左右全球量子競賽的發展關鍵。