IBM、AMD与橡树岭实验室共建量子-经典协同纠错研究平台

2026年11月6日，IBM、AMD与美国橡树岭国家实验室量子科学中心共同启动一项联合研究平台，旨在推动量子处理器与传统中央处理器、图形处理器的协同运行，系统性探索量子计算中的错误识别、诊断与纠正路径。

量子计算长期面临的核心挑战在于其固有的敏感性——极易受环境噪声干扰，导致计算失准。仅靠增加物理量子比特数量，并不足以支撑更复杂的实际任务；关键还在于构建稳定的信息处理机制，确保运算过程中的数据完整性。这正是量子纠错技术所聚焦的核心目标。

在本次合作中，量子处理器承担核心量子运算任务，而AMD提供的CPU与GPU则专注于支撑纠错全流程：包括错误建模分析、实时解码算法执行以及任务调度优化。需要明确的是，GPU并非用于替代量子处理器，而是作为高性能协处理器，为纠错过程提供必要的经典算力支持。

平台首批部署将IBM的量子计算设备与橡树岭实验室的Umbra高性能计算系统进行本地化集成。其中，IBM Nighthawk量子处理器具备120个物理量子比特，Umbra系统则配置了AMD Instinct MI355X GPU及第五代EPYC中央处理器。

该架构支持研究人员在量子计算中途对量子比特状态进行测量，并依据即时反馈动态调整控制参数；同时可精确调控信号施加时序，定量比较不同纠错策略在时间开销、量子资源消耗及经典算力需求等方面的差异，从而识别GPU发挥效能的关键环节。

此项工作深度对接美国能源部主导的国家级量子研究计划，其设定的阶段性目标是：至2028年底前，实现由100个逻辑量子比特构成的系统，连续完成10万次高保真度量子操作。所谓逻辑量子比特，是指经纠错编码保护后具备容错能力的抽象计算单元，其稳定性远高于裸露的物理量子比特。

据最新披露，当前实验已达成最多70个逻辑量子比特、单次运行438次高保真操作的成果。要实现10万次操作的目标，需将当前操作规模提升约230倍。

IBM量子研究负责人Jay Gambetta指出，现阶段的研究重心已从“纠错是否可行”转向“如何显著加速并优化纠错效率”，以使科研人员能真正依托此类系统开展具有现实意义的科学问题求解。

此前，IBM与橡树岭实验室已在真实科学场景中展开协同实践，例如结合量子计算设备与Frontier超算系统，联合模拟强关联磁性材料行为，并解析聚变能源相关材料的分子结构特性。新平台将进一步深化量子与经典计算的融合机制研究，持续积累面向高可靠性量子系统构建的工程经验。需强调的是，这一进展标志着重要技术演进，但尚不等同于实用化、可扩展的容错量子计算机已经建成。