IBM已成功将两个低温模块集成并冷却于同一共享环境中，该公司称此举对于扩展量子系统至关重要，该系统最终可连接数百个量子芯片。这一成果支持了IBM此前公布的2029年交付IBM Quantum Starling的计划。IBM预计该系统将成为首台容错量子计算机，融合了纠错、处理器设计、解码和整体系统工程方面的最新进展。
IBM 可扩展模块化低温系统的内部结构，该系统旨在支持容错量子计算。（图片来源：IBM）
这套由两个模块组成的装置尺寸超过 8 英尺高、8 英尺宽。在初始测试中，两个模块在不到五天的时间内冷却至 4 开尔文（液氦温度），随后很快降至 15 毫开尔文以下，比深空温度低 180 多倍。每个模块的真空外壳提供的布线空间比最常用的 IBM 量子系统多出 12 倍，这一设计改进旨在支持更高密度的芯片间连接，无论是在单个模块内部还是在相互连接的模块之间。
这些模块采用盒状设计，允许多个单元紧密排列。这种布局，结合增加的内部布线空间，使得量子处理器能够通过 IBM 的 L 型耦合器技术直接连接。L 型耦合器连接独立的量子芯片，使它们能够交换信息并协同工作，从而构成更大型的量子计算机。
连接1,000个量子比特
IBM 的路线图计划到 2027 年，利用 L 型耦合器将多个处理器连接成一个至少包含 1,000 个可编程量子比特的组合系统。可编程量子比特是指可以直接用于计算的量子比特。作为该计划的一部分，IBM 计划在今年晚些时候将 Quantum Nighthawk 处理器安装到低温模块中，以继续进行性能测试。当 Starling 系统投入部署时，IBM 计划每个低温模块容纳数千个量子比特。
IBM去年首次公布了Starling计划，引入了一种纠错码，旨在显著降低容错所需的物理资源开销。自该公告发布以来，该公司持续报告了进展，包括核心硬件组件的演示以及更高效的纠错解码技术的进步。
IBM 可扩展模块化低温系统的内部结构，该系统旨在支持容错量子计算。（图片来源：IBM）
加快开发周期
IBM研究院院长兼IBM院士杰伊·甘贝塔表示：“将容错量子计算机应用于各个行业取决于几项基础性进展。这些低温模块的成功连接和运行标志着我们朝着这个方向迈出了重要一步，并将随着量子硬件、软件和算法的持续创新，加速我们的发展进程。”
IBM 预计模块化低温架构将加快其开发周期。System Two 环境的三个核心组件现已集成到新的模块设计中，这使得每个组件都可以独立进行测试、改进和迭代，而无需像以前那样作为一个整体进行测试。IBM 将模块集成的完成视为其持续推进已发布的量子路线图的证据，并表示这标志着其在迈向容错量子计算的道路上又扫清了一道技术障碍。
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