IBM量子電腦在1.3萬億美元材料科學領域取得突破，成功模擬磁性材料

IBM成功利用以量子為中心的超級運算工作流程模擬磁性材料，標誌著在價值1.3萬億美元的材料科學市場中朝向實用性的轉變。

IBM的量子電腦於2026年3月26日精確模擬了真實磁性材料，此項成就先前被認為超出了當前世代硬體和錯誤率的能力範圍。

美國能源部資助的量子科學中心（QSC）的一位代表表示：「這表明量子電腦可以執行材料模擬，而許多人先前認為這超出了當前的能力。」

該模擬使用以量子為中心的超級運算工作流程，並降低了硬體錯誤率，從而重現了國家實驗室的數據。在此之前，IBM承諾到2029年將規模擴大到10,000個物理量子位元，與Google的Sycamore和Quantinuum的H系列展開競爭。

IBM的股價上漲了1.2%，其預期本益比為18倍。這項突破證實了公司到2030年實現容錯系統的路線圖。

混合工作流程將模擬時間縮短至數分鐘

該模擬與美國能源部量子科學中心合作進行，標誌著量子處理器首次精確模擬真實世界材料的複雜磁性。這項能力對於開發新型超導體和高效電池至關重要，這些領域目前依賴於傳統超級電腦，但後者難以處理量子系統的指數級複雜性。美國能源部的參與凸顯了量子計算對於國家安全和能源獨立的戰略重要性。

IBM的方法採用了一種混合的「以量子為中心的超級運算」工作流程，其中傳統處理器處理數據管理，而量子處理器則解決特定的、計算密集型的子問題。該方法與寶僑公司（Procter & Gamble）使用的策略類似，後者透過混合量子-傳統方法將一個傳統的六小時最佳化問題縮短到僅12分鐘。透過將最困難的計算任務卸載到量子處理器，IBM可以實現傳統電腦需要數年才能計算出的結果。

隨著產業焦點從物理量子位元數量轉向邏輯量子位元——能夠進行可靠計算的糾錯單元，這項突破應運而生。雖然IBM目前的系統仍處於「嘈雜」的中等規模時代，但本次模擬中展示的錯誤率降低表明，容錯架構正從理論走向工程現實。量子科學中心的研究人員指出，模擬的準確性得益於新的錯誤緩解技術，這些技術使硬體能夠更長時間地保持相干性。

IBM瞄準10,000量子位元，競爭加劇

Google和Quantinuum等競爭對手也在競相邁向「實用」量子計算的100量子位元門檻。Google的Sycamore處理器曾在2019年宣稱實現「量子霸權」，但IBM專注於材料科學，瞄準了更直接的商業應用。Quantinuum最近展示了其邏輯量子位元的失敗率比其物理對應物低22倍，仍然是糾錯競賽中的主要競爭對手。微軟也是一個主要參與者，將其量子能力整合到其Azure雲端平台中，為研究人員提供混合系統的存取權限。

全球價值約1.3萬億美元的材料科學市場將成為這些進步的主要受益者。半導體和製藥行業的公司越來越希望利用量子模擬來加速研發週期。例如，總部位於赫爾辛基的Algorithmiq已使用IBM的量子硬體來模擬抗癌藥物，這一過程目前在傳統電腦上是無法實現的。

由非營利組織Wellcome Leap舉辦的「生物量子」（Q4Bio）競賽進一步刺激了該領域的創新，為使用100個或更多量子位元解決現實世界健康問題提供了500萬美元的大獎。總部位於科羅拉多的Infleqtion是使用中性原子量子電腦挖掘癌症基因組數據的決賽入圍者之一。IBM的最新模擬與這些全行業的努力相一致，旨在證明當今「混亂」的量子機器在大型容錯系統到來之前也能帶來切實的益處。

對投資者而言，這項突破加強了IBM在企業人工智慧和高效能運算市場的地位。隨著公司朝著2029年實現10,000個物理量子位元的目標邁進，在材料科學領域取得具有商業價值的成果可能會在製藥和能源領域開啟新的收入來源。在過去12個月中，受其雲端和人工智慧業務增長的推動，IBM的股價表現優於標準普爾500指數8%。該公司18倍的預期本益比反映出市場已開始將量子路線圖的長期潛力計入價格。

量子實用性的競賽也正在加速「Q日」的到來，即量子電腦可能破解廣泛使用的加密技術的時間點。專家現在估計，這最早可能在2030年到來，使得開發抗量子安全技術成為政府和企業的優先事項。IBM在糾錯和模擬精度方面的進展是一把雙刃劍，既帶來了商業機遇，也使緊迫的網路安全風險更加接近現實。

本文僅供參考，不構成投資建議。