在超导量子计算的硬件军备竞赛中，行业长期心照不宣地维持着一种"标称规模"与"实际可用"之间的体面温差：
一张标称拥有数十乃至上百个物理量子比特的处理器，在实际运行量子算法时，往往只能圈出其中性能完好的 10 到 20 个量子比特进行局部演示。
芯片边缘的死点、偶发的双能级系统缺陷以及耦合器串扰，让全芯片协同运算成了极难兑现的空头支票。
2026年10月29日，欧洲首家纳斯达克上市量子计算公司 IQM （Nasdaq: IQMX）宣布打破了这一僵局：
在其通过云平台开放的IQM Emerald 超导量子计算机上，技术团队成功制备了横跨全芯片所有54个物理量子比特 的Greenberger--Horne--Zeilinger（GHZ）多体最大纠缠态，真正实现了单次计算对整颗芯片 100% 物理量子比特的满载调用。
图｜IQM Emerald，基于超导 transmon 的 54 量子比特 QPU（来源：IQM）
全芯片零废点验证
在量子信息科学中，GHZ态（即所有量子比特同时处于全0和全1的相干叠加态）是检验量子处理器全局性能最严苛的试金石之一，判断标准很简单：保真度高于 0.5，就足以证明所有比特真正形成了多体纠缠；低于 0.5 则无法下这个结论。
而由于GHZ态对退相干和门错误极度敏感，要让芯片上的每一个物理量子比特同时进入单一GHZ纠缠态，意味着全芯片所有54个节点及其耦合链路中不能存在任何一个"坏点"。
IQM Emerald 基于 Crystal 54 架构打造，采用二维方格晶格，54个超导 Transmon 计算量子比特之间通过可调耦合器互联，原生支持任意 X/Y轴单比特旋转门与高保真受控相位门。
本次基准测试的关键技术指标对比如下：
行业常规基线（部分芯片调用）：在大型超导芯片的常规算法演示中，受限于链路短板，通常仅能截取 10至20个物理比特参与单一全局电路。
40量子比特原生真纠缠（无误差缓解） ：在不引入读取误差缓解的纯硬件原生输出下，Emerald 实现了 40个物理比特的 GHZ 态制备，实测保真度为 0**.515（>0.5基线）**。
54量子比特全芯片纠缠（整机100%调用） ：在启用读取误差缓解以修正测量端经典判读噪声后，系统成功将全部 54个物理量子比特 锁定在同一 GHZ 态中，实测保真度达到 0.516，实现 100% 物理节点无死角并发。
底层操作错误率降半 ：历经近一年的硬件迭代、门集优化与校准协议重构，处理器内部量子操作的整体错误率最高削减了50%，官方图给出的中位数两比特 CZ 门保真度为 99.6%。
图｜GHZ 保真度随比特数的变化，圆点为原始数据，方块为读出误差缓解后。虚线为 0.5 门槛（来源：IQM)
IQM 自己的定位是，这一结果"跻身商用量子计算机已报道的最强结果之列"，并未声称纪录。对照前期已发表的数字，这个措辞是相当克制的。
可以看到，比特数上它并不领先，亮点在于"整颗芯片、无后选择"。
IBM 和 Q-CTRL 的更大规模结果都靠错误探测丢掉一部分运行结果；
IQM 官方图注明 40· 比特结果"未做读出误差缓解或后选择"，54 比特结果则用了读出误差缓解。
底层技术拆解
智能态制备与AI代理校准闭环
如何在二维固定晶格的超导芯片上，阻止纠缠扩散过程中的退相干雪崩？
IQM 首席技术官Craig Ciesla指出，核心秘诀在于双比特门保真度与比特闲置时间之间的动态编译博弈。
在全芯片纠缠态的逐层扩展中，先完成门操作的量子比特必须原地等待后续比特完成耦合，而每一纳秒的静置等待都在承受环境热噪声与相位抖动的侵蚀。
为此，IQM 在过去一年中完成了三项全栈技术重构：
自动化状态制备与门序寻优
IQM开发了一套智能自动化编译例程，在构建纠缠树时动态评估双比特门保真度与量子比特闲置时间之间的定量权衡，自动规划最优的量子比特扩展路径与门执行顺序，将全局等待时间压缩至极限。
动态去耦与脉冲级纠偏
在比特被迫处于闲置等待的微秒窗口内，系统自动嵌入高频动态去耦脉冲序列，重聚焦低频磁通噪声；
AI 智能体校准
依托更新的自动化校准框架与改进的原生门集，处理器内部的单/双比特门操作综合错误率被大幅压低了最高达 50%。
更重要的是，这套自动化态制备与降噪工具链并非实验室特供，而是已同步部署至 IQM Resonance 云平台，向全球外部商业与科研用户直接开放。
图｜单量子比特门、双量子比特门与读出错误的累积分布，实线为改进后，虚线为改进前（来源：IQM ）
超导工程化的下一步
然而，需要指出的是：54 量子比特的 0.516 保真度建立在读出误差缓解之上，且贴近 0.500临界值，这意味着在深层算法线路中，门错误的累积依然是制约无纠错计算深度的核心瓶颈；
其次，就绝对纠缠保真度而言，具备全连通特性的离子阱与中性原子系统在大规模 GHZ 制备上依然握有天然拓扑优势。
但对于固态超导路线而言，IQM 此次的全芯片纠缠演示，撕掉了行业热衷于"只晒芯片总量子比特数、避谈全片连通良率"的遮羞布。
证明了成熟的晶圆级校准与智能编译有能力唤醒芯片上的每一个量子比特，为部署大规模逻辑量子比特完成了最关键的整机良率与控制验证。
接下来，超导量子芯片的竞争，正从制造更多量子比特转向激活全部量子比特。
引用：
3https://docs.iqm.tech/iqm-benchmarks/examples/example_ghz.html
4https://arxiv.org/abs/2510.09520
5https://doi.org/10.1103/PRXQuantum.6.020331
6https://www.nature.com/articles/s41467-024-53140-5
7https://docs.quantinuum.com/systems/user_guide/hardware_user_guide/benchmarks/system_benchmarks.html
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