電子發(fā)燒友網(wǎng)綜合報(bào)道 日前，IBM宣布入選美國(guó)國(guó)防部下屬國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）量子基準(zhǔn)測(cè)試計(jì)劃（QBI）的B階段，這標(biāo)志著該公司在構(gòu)建大規(guī)模容錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)的技術(shù)路徑上獲得關(guān)鍵驗(yàn)證。這一里程碑式進(jìn)展不僅彰顯了IBM在量子計(jì)算領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)力，更為全球量子計(jì)算產(chǎn)業(yè)注入了強(qiáng)勁動(dòng)力。

QBI計(jì)劃：打造工業(yè)級(jí)容錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)的“驗(yàn)證引擎”

QBI全稱為Quantum Benchmarking Initiative（量子基準(zhǔn)測(cè)試計(jì)劃），由DARPA于2024年啟動(dòng)，核心目標(biāo)是通過(guò)嚴(yán)格的第三方驗(yàn)證，評(píng)估能否在2033年前研發(fā)出計(jì)算價(jià)值超過(guò)成本的工業(yè)級(jí)容錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)。該計(jì)劃采用三階段遞進(jìn)式驗(yàn)證體系，為量子計(jì)算技術(shù)發(fā)展搭建了系統(tǒng)化的評(píng)估框架。

A階段為期六個(gè)月，要求參與者闡述具有合理近期實(shí)現(xiàn)路徑的實(shí)用級(jí)量子計(jì)算機(jī)初步技術(shù)方案；B階段持續(xù)一年，需提交全面的研發(fā)規(guī)劃，涵蓋風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、緩解策略及原型開(kāi)發(fā)方案；C階段則由DARPA獨(dú)立驗(yàn)證團(tuán)隊(duì)對(duì)硬件進(jìn)行實(shí)測(cè)，核驗(yàn)實(shí)用級(jí)量子計(jì)算機(jī)概念是否能按設(shè)計(jì)方案構(gòu)建并達(dá)到預(yù)期運(yùn)行效果。

DARPA特別強(qiáng)調(diào)，QBI并非淘汰式競(jìng)賽，而是通過(guò)獨(dú)立評(píng)估明確各家企業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

11家企業(yè)競(jìng)逐，多技術(shù)路徑百花齊放

截至11月6日，包括IBM在內(nèi)的11家企業(yè)已入選B階段。與經(jīng)典計(jì)算已形成主導(dǎo)架構(gòu)不同，量子計(jì)算領(lǐng)域目前仍處于多技術(shù)路線并行探索的格局，這也正是QBI評(píng)估面臨的核心挑戰(zhàn)。

此次入選企業(yè)覆蓋四大主流技術(shù)路徑，各有優(yōu)劣：
超導(dǎo)量子比特：以IBM的模塊化超導(dǎo)處理器為代表，依托成熟的集成電路工藝，具備較強(qiáng)可擴(kuò)展性，是當(dāng)前發(fā)展最成熟的技術(shù)路徑之一，但需在極低溫環(huán)境下運(yùn)行；
離子阱技術(shù)：IonQ、Quantinuum等企業(yè)主攻該方向，以超長(zhǎng)相干時(shí)間和高計(jì)算保真度著稱，但在量子比特?cái)U(kuò)展方面面臨瓶頸；
中性原子技術(shù)：Atom Computing、QuEra Computing等機(jī)構(gòu)深耕此領(lǐng)域，優(yōu)勢(shì)在于超強(qiáng)擴(kuò)展性，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量子比特陣列，但存在讀取效率低、工業(yè)化難度大的問(wèn)題；
光子量子計(jì)算：Xanadu等企業(yè)專注該賽道，可在常溫下運(yùn)行且抗干擾能力強(qiáng)，適用于量子通信集成，但面臨光子相互作用工程化的技術(shù)難題。

這種多元路徑并行的格局，既反映了量子計(jì)算技術(shù)尚未定型的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，也暗藏著DARPA“多頭下注”的戰(zhàn)略考量——最終可能有多家企業(yè)、單一企業(yè)甚至無(wú)企業(yè)能達(dá)成目標(biāo)，但每一條路徑的技術(shù)突破都將推動(dòng)整個(gè)領(lǐng)域的進(jìn)步。

IBM+SEEQC：攻堅(jiān)控制系統(tǒng)，劍指2029年容錯(cuò)目標(biāo)

在晉級(jí)B階段的同時(shí)，IBM與SEEQC的技術(shù)合作成為破解量子計(jì)算規(guī)?；y題的關(guān)鍵布局。量子計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)被視為大規(guī)模容錯(cuò)計(jì)算的“阿喀琉斯之踵”：傳統(tǒng)外部經(jīng)典控制硬件體積龐大、能耗高昂，且難以在量子芯片所需的超冷環(huán)境中協(xié)同工作，嚴(yán)重制約了系統(tǒng)擴(kuò)展。

此次合作的核心突破點(diǎn)，在于將SEEQC的單磁通量子（SFQ）芯片控制層技術(shù)與IBM的量子系統(tǒng)架構(gòu)深度集成。SEEQC計(jì)劃通過(guò)系統(tǒng)級(jí)芯片（SoC）設(shè)計(jì)，將部分控制元件整合遷移，縮小經(jīng)典控制硬件機(jī)架體積，使其能夠嵌入超冷稀釋制冷機(jī)，與量子芯片近距離協(xié)同運(yùn)行。這一創(chuàng)新不僅能提升量子系統(tǒng)性能，更能顯著降低能耗，為構(gòu)建百萬(wàn)級(jí)量子比特系統(tǒng)掃清關(guān)鍵障礙。

“控制和擴(kuò)展如此大規(guī)模的量子系統(tǒng)是極具挑戰(zhàn)性的工程難題，存在諸多未解決的研究問(wèn)題?！盜BM量子計(jì)算研究負(fù)責(zé)人Jay Gambetta表示，與SEEQC的合作將加速IBM的研發(fā)進(jìn)程，助力其實(shí)現(xiàn)2029年推出容錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)的目標(biāo)。這一目標(biāo)與DARPA 2033年工業(yè)級(jí)應(yīng)用節(jié)點(diǎn)形成呼應(yīng)，構(gòu)建了從技術(shù)原型到實(shí)用產(chǎn)品的完整路線圖。

產(chǎn)業(yè)啟示：量子計(jì)算進(jìn)入“工程驗(yàn)證”新紀(jì)元

IBM的晉級(jí)與QBI計(jì)劃的推進(jìn)，標(biāo)志著量子計(jì)算發(fā)展迎來(lái)關(guān)鍵分水嶺。過(guò)去十年，行業(yè)重點(diǎn)是“證明量子計(jì)算可行”；未來(lái)十年，重心將轉(zhuǎn)向“證明量子計(jì)算劃算”。

對(duì)產(chǎn)業(yè)界而言，DARPA的第三方驗(yàn)證具有極強(qiáng)的信號(hào)價(jià)值。在傳統(tǒng)資本市場(chǎng)中，量子企業(yè)常因技術(shù)晦澀、進(jìn)展不透明面臨估值難題。QBI的獨(dú)立評(píng)估相當(dāng)于為投資機(jī)構(gòu)提供了“技術(shù)信用背書(shū)”，有望重塑整個(gè)產(chǎn)業(yè)的融資環(huán)境。通過(guò)B階段的企業(yè)，將在美國(guó)政府合同、軍工項(xiàng)目及商業(yè)合作中獲得顯著競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

從技術(shù)發(fā)展視角看，SFQ控制芯片這類“周邊創(chuàng)新”的崛起表明，量子計(jì)算的突破不僅依賴量子比特本身，更取決于經(jīng)典-量子混合架構(gòu)的整體優(yōu)化。未來(lái)的競(jìng)爭(zhēng)將是系統(tǒng)性工程能力的比拼，而非單一技術(shù)指標(biāo)的較量。

IBM力爭(zhēng)2029年推出容錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)，若能如期實(shí)現(xiàn)，將比QBI的2033年目標(biāo)提前四年。這一時(shí)間差既是IBM技術(shù)野心的體現(xiàn)，更是其爭(zhēng)奪行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)話語(yǔ)權(quán)的戰(zhàn)略先手。一旦IBM系統(tǒng)率先突破實(shí)用閾值，其技術(shù)架構(gòu)很可能成為事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，復(fù)制其在經(jīng)典計(jì)算時(shí)代的生態(tài)優(yōu)勢(shì)。

盡管進(jìn)展顯著，量子計(jì)算仍面臨三大深度挑戰(zhàn)：
經(jīng)濟(jì)性悖論：如何精確定義并量化“計(jì)算價(jià)值超過(guò)成本”？密碼破譯、材料模擬等特定場(chǎng)景的價(jià)值易于衡量，但通用計(jì)算的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)至今仍不明確；
技術(shù)整合風(fēng)險(xiǎn)：SEEQC的SFQ技術(shù)雖理論優(yōu)勢(shì)顯著，但尚未在IBM千比特級(jí)以上規(guī)模的系統(tǒng)中驗(yàn)證?？刂菩酒c量子芯片的低溫集成涉及熱管理、串?dāng)_抑制、故障診斷等一系列未知工程難題；
地緣政治變數(shù)：QBI的“盟友俱樂(lè)部”模式雖能保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)，但可能減緩技術(shù)擴(kuò)散，導(dǎo)致全球量子生態(tài)碎片化。若中國(guó)、歐盟等非參與方在八年內(nèi)取得突破性進(jìn)展，DARPA的評(píng)估體系將面臨挑戰(zhàn)。

DARPA預(yù)計(jì)，未來(lái)將有更多團(tuán)隊(duì)進(jìn)入各階段，形成“交錯(cuò)晉級(jí)”的動(dòng)態(tài)格局。這意味著2025至2027年間，量子計(jì)算領(lǐng)域?qū)⒚芗楷F(xiàn)技術(shù)里程碑與驗(yàn)證結(jié)果，產(chǎn)業(yè)熱度有望持續(xù)升溫。