IBM量子计算机实现新突破 19秒完成超算110年任务

【CNMO科技消息】9月30日，据外媒报道，美国BlueQubit研究团队利用IBM最新Nighthawk r2量子处理器完成了一项随机电路采样实验，仅用19秒生成100万个样本，而研究团队估算，采用经典计算方式在Frontier超级计算机上完成同等规模任务，需要约110年。

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此次实验使用的是IBM Nighthawk r2超导量子处理器，该处理器拥有120个可编程量子比特。研究团队实际选用了其中61个量子比特，在标准IBM云端执行环境下运行实验，没有针对这项测试进行额外的专用校准或特殊调优。

实验采用的是“随机电路采样”（RCS），并非药物研发、材料模拟等实际应用任务，而是一种用于比较量子计算与经典计算能力的基准测试。研究人员不断增加量子电路的复杂度，在最关键的36周期测试中，电路包含918个双量子比特门，Nighthawk r2最终在19秒的QPU运行时间内完成了100万次采样，得到100万个由0和1组成的结果。

IBM最新的量子处理器NightHawk r2

研究团队随后使用“张量网络收缩”方法估算经典计算机完成同类任务所需的计算量。结果显示，在给定保真度和采样模型下，生成同等规模的100万组样本大约需要1.2×10²⁷次机器运算，再按照Frontier超级计算机的持续性能进行换算，预计需要约110年。

这一结果被研究团队称为“量子优势”的一次演示，其特别之处在于使用的并非只能在实验室环境运行的专用设备，而是可以通过IBM云平台访问的商用量子处理器。研究人员还公开了相关电路、实验样本以及分析代码，使其他研究人员能够通过相同的IBM云端处理器复现实验。

不过，“19秒对比110年”并不意味着量子计算机已经在所有任务上领先传统超级计算机。19秒是量子处理器实际执行核心采样任务的QPU时间，而110年属于基于特定经典算法、计算假设和Frontier性能得出的估算值，并不是Frontier实际运行同一任务测出的时间。