IBM 近日在其部落格上稱：經過一系列的改進，IBM 研究團隊“超額完成”其將量子工作負載的速度提升 100 倍承諾，成功將分子模擬的速度提升了 120 倍，其中包括使用 Qiskit Runtime 在雲端執行量子程式。

IBM 希望此次提速能使更多的開發人員在化學及其他領域中嘗試量子應用實驗；並且，IBM 致力於尋求實用的量子計算用例，並將其交付給儘可能多的開發人員。

以下為部落格全文：

我們很高興地宣佈，通過一系列改進，研究團隊成功將模擬分子的速度提升了 120 倍，其中包括使用 Qiskit Runtime 在雲端執行量子程式。

去年秋天，我們釋出了量子技術路線圖並做出承諾，將量子工作負載的速度提升 100 倍。今天，我們很高興地宣佈，我們不僅實現了這一目標，而且還是“超額完成”。通過一系列改進，研究團隊成功將模擬分子的速度提升了 120 倍，其中包括使用 Qiskit Runtime 在雲端執行量子程式。

到目前為止，我們主要關注在 IBM 量子系統上執行量子電路或量子操作序列。然而，實際應用也需要大量的經典計算。我們使用“量子程式”一詞來描述量子電路和經典處理的混合體。一些量子程式在量子和經典之間具有數千甚至數百萬次的互動。因此，構建一個能夠本地加速的量子程式至關重要，而不只是關注量子線路。為執行量子程式而構建的系統需要具有更大的有效容量，並且需要對整個堆疊進行改進，包括雲服務設計、系統軟體、控制硬體，甚至量子硬體。

早在 2017 年，IBM 研究團隊就證明了量子計算機可以模擬氫化鋰分子（LiH）的行為。我們希望將來，量子計算機能夠解決的各種應用的預覽。然而，使用當今的量子計算服務對氫化鋰分子（LiH）建模需要 45 天，因為電路在經典處理器和量子處理器之間來回傳遞，從而導致大量延遲。

而現在，我們可以在 9 個小時內解決同樣的問題，速度提高了 120 倍。

這一成果經過了許多次改進：演算法上的改進使得出最終答案所需的演算法迭代次數減少了 2 到 10 倍；系統軟體的改進使每次迭代的時間快了 17 秒；處理器效能的改進使演算法每次迭代所需的執行次數或是重複線路執行的次數減少了 10；最後，控制系統的改進，如更好的讀出和量子位重置效能，使每次工作執行（即幾十個線路的執行）時間從 1,000 微秒減少到 70 微秒。

引入“Qiskit Runtime—— 一種用於量子計算機的容器化服務”也提供了不少助力。當代碼在使用者的裝置和基於雲的量子計算機之間進行傳遞時，開發人員可以在 Qiskit Runtime 執行環境中執行他們的程式，IBM 混合雲將在該環境中為其處理該項工作，而不是等待程式碼傳遞過程中出現的延遲。新的軟體體系結構和 OpenShift Operators 運算子使我們能夠最大化的利用計算時間，並最小化等待時間。

我們希望此次加速能使更多的開發人員在化學及其他領域中嘗試量子應用實驗。例如，使用者可以通過 Qiskit Runtime 嘗試我們新的量子核心對齊演算法（quantum kernel alignment algorithm），該演算法用於查詢執行機器學習任務的最佳量子核。我們最近通過該演算法證明，量子計算機在機器學習的監督方面的速度要比經典計算機快很多。

IBM 量子團隊致力於尋求實用的量子計算用例，並將其交付給儘可能多的開發人員。我們希望 Qiskit Runtime 使世界各地的使用者能夠充分利用計劃於今年推出的 127 量子位的 Quantum Eagle 處理器或計劃於 2023 年推出的 1121 量子位的 Condor 處理器。

Qiskit Runtime 目前正在對 IBM Quantum Network 的某些成員進行 Beta 測試。