IBM Quantum一直致力于通过开发具有更多量子比特、速度最快、质量最高的系统来提高量子计算机的性能。该公司的运作方式与大多数计算机硬件开发商不同，其正在研究和开发一种新型的计算系统，IBM希望构建出最好的且性能最高的量子计算机，同时会向其客户提供处理器，以便他们可以试验量子技术并为他们的组织找到潜在的好处。实现这一目标需要一种新的硬件开发方法的思维。

自IBM在2016年将其第一个5量子比特处理器放在云上以来，该公司已经积累了很多经验，能将敏捷原则应用于量子硬件开发。从那时起，其开发了27量子比特的“Falcon”，65量子比特的“Hummingbird”和127量子比特的“Eagle”系列处理器。现在，IBM正在按照公司的路线图在今年底推出433量子比特“Osprey”，到2023年底推出1121量子比特的“Condor”量子处理器。

同时提高多个量子处理器的改进版的性能是其开发方法成功的关键。对于超导量子比特，每个性能指标(如量子比特数、相干时间和量子体积)的进展通常是异步发生的。缩放通常是放首位的，因为扩大系统需要更多的处理步骤和材料，而不是简单地构建更大的芯片。新发布的更小的芯片可能会提供高相干性的最先进功能，然后可以将这些功能整合到更大的芯片中。该公司正在以尽可能快的速度推进工作，这样做意味着需要找到一种方法对多个修订版进行迭代改进，而不是试图单独改进每颗新芯片的每一方面。

以其Falcon系列27量子比特处理器为例。最开始，较小的测试设备具有更好的相干时间。在接下来的几年里，IBM将这些年的改进转移到了Falcon设备上。他们没有等到所有的相干性细节都被理解之后再扩展到更大的芯片上，而是分别和并行地处理规模和相干时间。随着IBM继续沿着他们的路线图前进，我们将看到相干性和扩展技术有持续的跨越式发展。

那么，这个过程在实践中是什么样的呢？在其以鸟类命名的量子处理器版本中，这些鸟的名称后面都会带有一个修订号。去年，其发布了Eagle r1，这是Eagle芯片的第一次迭代。同时，他们有更多的时间来试验和改进Falcon的性能，而它的最新版本是Falcon r10。每个版本通常都会对芯片进行重大的改进，例如，Hummingbird r2的量子比特布局与r1的版本不同，而Falcon r4则引入了读出多路复用技术——即用一条读出线测量多个量子比特的能力。

较高的版本号并不一定意味着立即具有更高性能的设备。在某些情况下，为了最大化性能，IBM正在进行权衡试验；而在其他情况下，他们正在测试新的组件。从Falcon r6中获得的经验可能不适用于Falcon r9。最终，他们会做出足够基本的决定，不再维持某些不值得修订的版本。

鉴于IBM的所有开发实验，我们得出不能只专注于构建更好的芯片，还必须设计流程以便于进行标准化芯片生产，同时还要验证哪些设备在规模、质量和速度方面符合性能标准。在这种灵活硬件开发过程的背后，是有先进的半导体制造工具的支持，这让我们能够在衬底晶圆上快速设计掩模版、沉积、图案化制程和蚀刻材料。

IBM利用了敏捷实践将相关技术元素整合到具有潜在性能优势的早期版本中。在部署到系统之前，其硬件经过了多个审查阶段以验证产量和性能。IBM并不期望每个芯片都能满足人们可能会期待的性能特征，因此该公司还设计了一种筛选实践来有效地选择最好的设备进行推进，这一点至关重要。

正是因为这些，让IBM的团队取得了不错的进步，他们不仅在硬件和设计方面，而且在软件和社区方面都取得了长足的进步。IBM认为其已经开发了一个标准流程，使他们能够沿着其硬件和开发路线图前进，并在这一过程中继续引领未来。开发一种全新的计算机处理器当然并不容易。我们很高兴看到IBM的团队在实现量子计算方面处于领先地位。（编译:Qtech）