量子公司的成果都有令人振奋的巨大跨越，但它们都代表着这一领域的正向发展，通常会是
11月12日，IBM公布了其在到2026年底实现量子优势和到2029年实现容错量子计算的道路上取得的根本进展，同时推出了新的处理器、软件突破和制造改进，旨在加速迈向实用、可扩展的量子系统的道路。
IBM自2020年以来，一直沿用量子路线图透明推进，规划了实现实用量子计算所需的步骤。该路线图的最新修订版规划了至2033年及以后的路径，迄今为止，IBM已成功实现每个里程碑。基于过去的成功，他们对持续进展充满信心。
IBM这一系列成果发布，都是为2029年实现大规模容错量子计算机“IBM Quantum Starling”这一量子路线图所做的努力。
IBM宣布正在推出IBM Quantum Nighthawk，称这是其迄今为止最先进的量子处理器，其设计架构旨在与高性能量子软件配合使用以便在2026年底实现量子优势，即量子计算机能够比所有仅基于经典方法的解决方案更好地解决问题。
–120个量子比特与218个下一代可调谐耦合器连接在一起，连接到方形晶格中的四个最近邻居，与IBM Quantum Heron相比，耦合器增加了20%以上。
–这种增加的量子比特连接将使用户能准确执行电路，其复杂性比IBM以前的处理器高30%，同时保持低错误率。
–该架构将使用户能探索需要多达5000个双量子比特门的计算要求更高的问题，这是对量子计算至关重要的基本纠缠操作。
IBM还宣布推出其实验性处理器IBM Quantum Loon，为实现到2029年构建世界上第一台大规模容错量子计算机的目标提供基石。
–集成了新的架构元素，以实现可扩展、高效的量子纠错，包括用于远程耦合器的多层路由和量子比特复位技术。
此外，在实现容错量子计算的另一关键支柱方面，IBM已证明使用经典计算硬件，结合qLDPC码，可以实时（小于480纳秒）准确解码错误。
这一纠错技术突破与Loon处理器一起，展示了IBM在高速度、高保真度的超导量子比特上扩展qLDPC码所需的基石，为通向实用级容错量子计算机奠定了坚实基础。
为了在突破性的量子硬件上追求经过验证的量子优势，研发人员必须能够实现对量子电路的高度可控，并借助高性能计算（HPC）能力来抑制计算误差。
–通过扩展动态电路功能，在100+量子比特的规模下将计算精度提高24%。
–通过支持细粒度控制和C-API的新执行模型扩展Qiskit，并结合HPC加速的错误缓解功能，使得提取精度就散结果所需成本降低了100倍以上。
–在Qiskit中推出由C-API驱动的C++接口，使研究人员能够在现有HPC环境中以原生方式编写量子程序，进一步加深量子与经典算力的融合。
此外，为加快制造速度，IBM宣布其量子处理器晶圆的主要制造工作已在位于纽约州奥尔巴尼的先进300毫米晶圆工厂中展开，以推进新一代量子芯片的量产化研究。
IBM此次的成果大爆发，无疑在向世界证明，量子计算的竞赛已经从理论实验层面，全面转向了“系统工程”和“工业制造”的赛道。
据不完全统计，2020年，IBM发布首份量子路线年推出Eagle处理器（如期交付），2022年推出错误率降低的Osprey处理器（如期交付），2023年推出Heron处理器（如期交付）。
不出意料，此次成果发布也是对路线图承诺的如期交付，体现了IBM的超强执行力。
当然，IBM目前的一切成果，也都是为了在2029年构建世界上第一台大规模容错量子计算机的目标所服务的。
IBM研究总监兼IBM研究员Jay Gambetta对此表示：“我们始终相信，IBM是唯一一家能快速发明和扩展量子软件、硬件、制造和纠错以解锁变革性应用程序的公司。”
这是一个雄心勃勃的主张。这家拥有114年历史的公司正在与资金雄厚的初创公司和科技巨头竞争。
此前，谷歌宣布了其最新进展。谷歌的研究人员在其Willow量子芯片上运行了一个可验证的算法，工作速度比超级计算机快13000倍。这一算法名为“量子回声”算法，解决了之前量子计算结果难确认的问题。这种可重复、超越经典计算的能力，是可扩展验证的基础。
可见，Willow处理器所获得的成果正在为下一阶段“纠错量子计算”铺路。
10月底，IBM宣布，他们的研究人员成功在AMD的商用现场可编程门阵列（FPGA）芯片上，实时运行了其核心的量子纠错算法，工作速度比实时纠错所需速度快出约整整10倍。
这一成果直接打破了量子系统对昂贵定制硬件的固有依赖。其核心技术突破在于，IBM采用了高效的量子低密度奇偶校验码（qLDPC），这种代码（具体为IBM提出的双变量自行车码）带来了极高的编码效率，相比于主流的表面码，qLDPC可以用少10倍的物理量子位来编码和保护一个稳定的逻辑量子位。
因为qLDPC算法大幅度降低了实时解码的经典计算复杂度，原本必须依赖定制的量子控制硬件才能在几十微秒时限内完成的纠错任务，现在可以转移到商用的通用硬件（如AMD的FPGA芯片）上运行，并实现纳秒级的实时响应。
为此，IBM开发了名为Relay-BP的新型解码器架构，其效率比其他主流解码器提升了5到10倍，从而无需大型高性能计算（HPC）集群就可以完成实时解码。
这项工作比原计划提前了整整一年完成。这一进展可能有助于IBM加快其大规模量子系统Starling的时间表，该系统目前计划于2029年推出。这也体现了IBM作为一家拥有深厚工业基础的百年科技巨头，对于技术路线图的务实和前瞻性。
据公开资料可知，IBM与AMD的缘分开始于8月，双方宣布了关于“量子中心超级计算”的战略计划，旨在探索如何将量子计算机与现有的高性能经典计算（HPC）架构进行深度融合。
上述成功正是这一混合架构策略的具体而有效的落地验证。AMD提供的CPU、GPU，以及如今被证明至关重要的FPGA芯片，被整合进量子计算生态，承担起原本由定制量子硬件负责的实时控制、数据处理和重要的错误纠正任务。
IBM此次成果的核心价值在于其“量子优势”和“容错”的双轨发展路线图得到了实质性的推进。
在追求近期效用方面，Nighthawk处理器拥有120个量子比特和增强的耦合器，能够执行复杂程度提升30%的量子线路，这直接提升了量子计算在当前噪声中等规模量子（NISQ）时代的可用性。
更具战略意义的是，IBM将晶圆制造转移到先进的300mm晶圆厂，使得研发速度提高了一倍，芯片物理复杂度提升了十倍。这一举措是量子计算走向大规模、高良率生产的重要环节，它证明了IBM将量子技术视为类半导体产业进行工业化布局的决心。
图：位于纽约州奥尔巴尼的NY Creates奥尔巴尼纳米技术综合体的300毫米洁净室
此外，开放的“量子优势追踪器”（Quantum Advantage Tracker）的设立，体现了IBM试图主导行业标准，将“量子优势”从理论概念引向可验证、可复制的实用性场景的努力。
在容错方面，实验性的Loon处理器成功展示了容错量子计算所需的全部关键硬件组件，并在量子低密度奇偶校验码（qLDPC）的实时纠错解码上实现了10倍加速，且提前一年完成。
容错是量子计算实现通用化的前提，IBM在这一核心难题上的突破，极大地巩固了、甚至是提前了其实现“2029年构建大型容错量子计算机”目标。
就在一周前，Quantinuum宣布推出新型通用商用量子计算机，其双量子比特门保线个完全纠错逻辑量子比特。
虽然两者技术路线不完全一样，但都殊途同归地指向了容错。Helios在短期内提供高质量的量子体验，而IBM则在以更激进的硬件路线加速迈向通用容错时代。
顺便提一下，特朗普政府对促进量子发展很感兴趣。能源部负责科学的副部长Darío Gil上周向IBM研究人员提出挑战，要求他们创建第一台容错量子计算机，该计算机将在2028年之前加速科学发展，比IBM的指导方针提前一年。
“演示组件和向用户交付东西之间是有区别的，”IBM研究总监兼IBM研究员Jay Gambetta说。“我有信心我们也可以在2028年之前交付所有组件。”
放眼整个量子行业的发展，此次成果也达到了行业预期。当前量子行业的核心预期已经从几年前的“量子优越性”证明，转向“实用化量子优势”和“容错可扩展性”的工程挑战。
IBM将量子晶圆制造转移至300mm产线，这一制造端突破打破了量子芯片小批量实验室生产的瓶颈，为整个超导量子生态提供了可复制、可大规模制造的未来路径，推动了行业的整体成熟度，其意义不亚于技术本身。
总之，IBM不仅在关键的容错轨道上提前完成了自我挑战，而且通过其工业化和标准化（如量子优势追踪器）的努力，为正处于关键转折期的量子行业注入了强大的工程信心，有效支撑了量子计算在未来十年内从实验走向实用的行业预期。
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