IBM重大发布：量子安全＋量子发展路线图，2025推出4，158 Q系统，2026年后破万

昨日，在一年一度的IBM 2023 Think 大会上，IBM发布了两份路线图，一份是全新的IBM量子安全路线图（IBM Quantum Safe Roadmap），另一份是基于先前发布的IBM量子发展路线图（IBM Quantum Development Roadmap） 的最新版本。

IBM量子安全路线图

IBM量子安全路线图概述了组织可以采取的过渡到量子安全密码学的步骤。这份名为“IBM量子安全路线图”的文件为组织提供了指导，以准备应对量子计算机带来的潜在威胁，这可能会使当前的加密方法过时。

该路线图详细说明了量子安全密码学准备的五个阶段，首先是教育利益相关者了解量子安全密码学的必要性，然后识别可能需要量子安全保护的敏感数据。它还包括有关实施抗量子加密协议和测试其有效性以及监控新兴量子威胁安全态势的建议。

图｜IBM量子安全路线图（来源：IBM）

据 IBM 称，向量子安全密码学的过渡需要时间，但组织现在可以通过评估其当前的加密方法和基础设施来开始准备。随着量子计算技术的进步，组织采用量子安全加密方法来保护敏感数据并维护其系统的安全性将变得越来越重要。

过度到量子安全的端到端解决方案

IBM认为，通往量子安全的旅程包括三个关键行动：

发现：识别密码学使用情况、分析依赖关系并生成密码学物料清单 (CBOM)。

观察：分析合规性和漏洞的密码学状况，并根据风险确定修复的优先级。

转换：通过加密敏捷性和内置自动化进行补救和缓解。

基于此，IBM开发了一个端到端的解决方案（ IBM Quantum Safe technology），以帮助客户为后量子时代做好准备。

图｜ IBM Quantum Safe technology（来源：IBM）

对于发现阶段，IBM开发了 IBM Quantum Safe Explorer。Explorer 扫描源代码和目标代码以显示所有与密码相关的工件，查明它们的位置并发现依赖关系。Explorer 生成一个调用图来对加密工件进行分类，从而生成一个知识库，该知识库被安排到加密材料清单 ( CBOM ) 中。

图｜ IBM Quantum Safe Explorer（来源：IBM）

对于观察阶段，IBM开发了 IBM Quantum Safe Advisor。Advisor 与组织 IT 环境中的网络和安全扫描器集成，整合和管理 CBOM 并从其他网络组件收集元数据以生成全面的加密清单。凭借其基于策略的丰富，Advisor 创建了一个风险资产和数据流的优先列表，使组织能够分析自身加密态势和合规性。

图｜ IBM Quantum Safe Advisor（来源：IBM）

对于转换阶段，IBM开发了 IBM Quantum Safe Remediator，它允许组织测试量子安全修复模式，以便了解对系统和资产的潜在影响。Remediator 使组织能够解决任何适合自身模式以实现量子安全。它允许您使用不同的量子安全算法、证书和密钥管理服务。

除此之外，Remediator 还可以帮助组织实现加密敏捷性，以便组织可以快速适应不断变化的政策和威胁，而不会产生重大的运营或预算影响。Remediator 支持混合实施方法，允许组织在向联邦信息处理标准出版物 (FIPS) 认证的量子安全算法过渡时使用经典和量子安全加密。

图｜IBM Quantum Safe Remediator（来源：IBM）

当前， IBM Quantum Safe technology已向用户开放提交申请试用，链接如下：

https://www.ibm.com/account/reg/us-en/signup?formid=MAIL-systems

IBM量子发展路线图

此次大会上，IBM对前期发布的发展路线图进行了重大更新，2025年推出4,158 量子比特系统，2026年后将破万。

图｜IBM量子发展路线图（来源：IBM）

三大方法，解决规模问题

实现大规模量子计算系统的是业界的重大目标。此次大会上，IBM提出三种不同的方法向大规模量子计算系统迈进。

第一种方法：经典并行化

经典并行化通过 2023 年即将推出的“Heron” 133 量子比特处理器实现。Heron带有控制硬件，允许独立处理器之间进行实时经典通信，通过其编织技术方法[2]，实现规模化。

第二种方法：多芯片量子处理器

通过启用多芯片处理器来扩展量子处理器的尺寸。“Crossbill”是一个 408 量子比特的处理器，它将由三个芯片组成，这些芯片通过芯片到芯片耦合器连接，允许跨多个芯片连续实现重六角格。这种架构的目标是让用户感觉他们只是在使用一个更大的处理器。

图｜将于 2023 年推出的 133 量子比特“Heron”处理器（来源：IBM）

第三种方法：量子并行化

通过处理器之间的量子通信以支持量子并行化。然而，该方法将在2024年推出，届时，IBM将介绍具有内置量子通信链路的 462 量子比特“Flamingo”处理器，然后通过将至少三个 Flamingo 处理器链接到一个 1,386 量子比特系统中来发布该架构的演示。

IBM预计此链接将导致跨处理器的门控速度变慢且保真度较低。IBM需要了解这种架构考虑因素，以便用户能够最好地利用该系统。

图｜通过独立芯片之间的双量子比特门进行量子通信（来源：IBM）

2025，推出4,158 量子比特系统

IBM表示，在 2025 年，将推出名为“Kookaburra”的量子处理器。Kookaburra 将是一个具有量子通信链路的 1,386 量子比特多芯片处理器。作为演示，IBM将三个 Kookaburra 芯片连接成一个通过量子通信连接的 4,158 量子比特系统。

图｜2025 年将推出的 1,386 量子比特多芯片处理器“Kookaburra”（来源：IBM）

路线图显示，2026年之后，IBM将通过经典和量子通信的方法，将量子系统扩展到1万- 10万量子比特。

IBM表示，未来，将创建以量子为中心的超级计算机。

届时，“当我们进入量子未来时，这种巨变将相当于用 GPS 卫星取代纸质版地图。”

引用：

[1]https://research.ibm.com/blog/quantum-safe-roadmap

[2]https://research.ibm.com/blog/quantum-entanglement-forging

[3]https://research.ibm.com/blog/ibm-quantum-roadmap-2025