IQM 让云端 Emerald 处理器的全部 54 个量子比特实现纠缠

IQM 表示，Emerald 系统在全部 54 个量子比特上制备了保真度为 0.516 的 GHZ 态，高于 0.5 的纠缠阈值，并已向云用户开放这一性能。

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IQM Quantum Computers 于 10 月 29 日宣布，其可通过云访问的 IQM Emerald 系统在单个电路中让超导芯片上的全部 54 个量子比特实现了纠缠。这家在纳斯达克上市（代码 IQMX）的芬兰公司将这一结果视为处理器在所有量子比特协同工作时仍能保持质量的证明，并表示云客户现在可以获得同样的全芯片性能。

发布内容

此次演示制备了 Greenberger–Horne–Zeilinger（GHZ）态。这是检验大规模纠缠的标准压力测试，要求每个量子比特都与其他所有量子比特相关联。根据 IQM 的公告，在使用读出误差缓解（REM）的情况下，全部 54 个量子比特的测量保真度为 0.516；不使用 REM 时，40 个量子比特的保真度为 0.515。两者都高于 0.500，这一阈值通常用于证明真正的多量子比特纠缠而非噪声。

IQM 表示，此前用户在 Emerald 上进行类似演示时，单个算法中能够可靠使用的量子比特约为 30 个。公司还指出，大型芯片上的研究往往只使用 10 到 20 个量子比特，即便可用数量远多于此。

技术细节

公司将这一成果归功于一套自动化态制备流程：它在选择双量子比特门时权衡门保真度与量子比特空闲时间，并同时选择量子比特和门的顺序，使构建态过程中的空闲时间尽可能短。IQM 公开的基准测试文档介绍了一种相关的 GHZ 电路“树”方法，该方法利用当前校准数据，推荐用于 Emerald 这类方形晶格处理器。

据 IQM 介绍，这一结果还建立在约一年的硬件与校准工作之上，包括新的校准方法、改进的门集，以及更广泛地使用动态解耦和量子比特筛选等误差抑制工具。公司称，这些改变使处理器上量子操作的错误率最多降低了 50%。

IQM 首席技术官 Craig Ciesla 表示：“让整块芯片纠缠，意味着每个量子比特以及它们之间的每一个连接，都必须在同一个电路中正常工作。”

为何重要

GHZ 态是对整台设备的严苛考验，因为只要有一个较弱的量子比特或耦合器，保真度就可能跌破阈值。证明一个商用云系统能在完整规模上越过这道门槛，对于希望在整块芯片上而不是精心挑选的子集上运行算法的用户来说，是一个有用的信号。IQM 称这是商用量子计算机迄今报告的最强结果之一，这是公司自己的评价。

后续关注

保真度余量很小，而且 54 量子比特的数字依赖读出误差缓解，因此真正的检验将是云用户的独立复现。IQM 将自动化态制备与更广泛的量子系统调校自动化工作联系在一起，其中包括基于 AI 的智能体校准；这些工作的后续成果值得关注。