原標(biāo)題：量子摩爾定律問(wèn)世！量子體積每年翻番，10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán)

【新智元導(dǎo)讀】IBM今天宣布量子計(jì)算新里程碑：迄今為止最高的量子體積！與此同時(shí)，IBM發(fā)布了量子性能的“摩爾定律”，宣布其“量子霸權(quán)”時(shí)間表：為了在10年內(nèi)實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán)，需要每年將量子體積至少增加一倍。

量子摩爾定律來(lái)了！

在近日召開(kāi)的2019年美國(guó)物理學(xué)會(huì)三月會(huì)議上，IBM拋出了這個(gè)概念。

在這次會(huì)議上，IBM宣布它最新型的量子計(jì)算機(jī)、今年1月在CES上亮相的全球首臺(tái)商用量子計(jì)算一體機(jī)IBM Q System One提供了“迄今為止最高的量子體積”。

“量子體積”(Quantum Volume)是IBM 提出的一個(gè)專用性能指標(biāo)，用于測(cè)量量子計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大程度，其影響因素包括量子比特?cái)?shù)、門和測(cè)量誤差、設(shè)備交叉通信、以及設(shè)備連接和電路編譯效率等。

因此，量子體積越大，量子計(jì)算機(jī)的性能就越強(qiáng)大，能夠解決的實(shí)際問(wèn)題就越多。

重要的是，IBM發(fā)現(xiàn)量子體積遵循一種“摩爾定律”：其量子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的量子體積，每年增加一倍：

• 2017年IBM的Tenerife設(shè)備(5-qubit)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了4量子體積；

2018 年的IBM Q 設(shè)備(20-qubit)，其量子體積是8；

2019 年最新推出的IBM Q System One(20-qubit)，量子體積達(dá)到16.

也就是說(shuō)，自2017年以來(lái)，IBM每年將量子體積翻了一番。

這種倍增與摩爾定律非常相似。摩爾定律由英特爾創(chuàng)始人之一的戈登?摩爾提出，即：

集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔兩年便會(huì)增加一倍

IBM還制定了一個(gè)雄心勃勃的時(shí)間表：為了在2020年代實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán)，我們需要每年至少增加一倍的量子體積！

量子體積是什么？

IBM 在博客上發(fā)布了對(duì)System Q One 的幾個(gè)模型測(cè)試結(jié)果的概述。

當(dāng)然，重點(diǎn)的測(cè)量指標(biāo)是“量子體積”，團(tuán)隊(duì)還發(fā)表了一篇論文，詳細(xì)描述了這個(gè)指標(biāo)以及如何計(jì)算。

在論文中，他們指出，新的度量標(biāo)準(zhǔn)“量化了計(jì)算機(jī)成功實(shí)現(xiàn)的最大寬度和深度相同的隨機(jī)電路”，并指出它還與錯(cuò)誤率密切相關(guān)。

除了提供迄今為止最高的量子體積之外，IBM Q System One 的性能還反映了IBM 所測(cè)量到的最低錯(cuò)誤率，平均2-qubit gate 的錯(cuò)誤率小于2%，其最佳gate 的錯(cuò)誤率小于1%。