IBM将两个120量子比特处理器连接起来，传输准确率达到99%

IBM的研究人员连接了两个120量子比特的Nighthawk R1处理器，并实现了99%的平均量子态传输准确率。该实验展示了将单个超导芯片组合成更大系统的可能性。结果已在预印本中发表，但尚未经过独立同行评审。

扩展是量子计算机的主要挑战之一：增加单个芯片上的量子比特数量会使管理、电子连接和错误抑制变得复杂。另一种选择是组合几个较小的芯片，但这需要在处理器之间传输状态而不破坏信息。

IBM团队使用了四个L型耦合器连接器。每个连接器包括一根80厘米长的超导铝同轴电缆、两个可调中间量子比特和两个基于RF-SQUID的耦合元件。电缆垂直连接到处理器表面，允许更多连接。量子比特状态通过连接器顺序传输到另一个处理器的量子比特。最佳连接器实现了99.29%的准确率：传输的状态与原始状态高度匹配。

为了测试芯片的联合操作，进行了双量子比特CZ操作，创建了纠缠。处理器间操作的平均准确率为94.75%，最高为96.42%。科学家们还通过相邻连接器同时创建了两个纠缠对，并展示了分布在处理器之间的四量子比特和六量子比特GHZ态。

尚未展示能够利用全部240个量子比特进行任意算法的通用系统。主要限制是处理器间操作的质量：94.75%显著低于现代芯片内最佳的双量子比特操作，并且在复杂算法中，错误会累积。相干性损失和连接器特性影响传输：电缆冷却期间的磁场显著降低其参数。

根据IBM的路线图，他们计划将多达三个Nighthawk模块组合成具有360个可编程量子比特的系统。8月，该公司推出了一种用于容纳和冷却多个处理器的模块化低温架构。