IBM用于量子系統(tǒng)的低溫恒溫制冷系統(tǒng)
據(jù)彭博社北京時(shí)間11月11日?qǐng)?bào)道，在有關(guān)量子計(jì)算技術(shù)商用的競(jìng)爭(zhēng)中，“藍(lán)色巨人”IBM正在不斷向Alphabet旗下谷歌施壓。
量子計(jì)算機(jī)代表著一種希望，被認(rèn)為可以解決化學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域的一系列難題——就目前而言，性能最為強(qiáng)大的常規(guī)超級(jí)計(jì)算機(jī)也無(wú)法解決這些難題。有朝一日，量子計(jì)算機(jī)還可能讓當(dāng)前部分加密技術(shù)過(guò)時(shí)。
IBM周五表示，已經(jīng)開(kāi)發(fā)出50個(gè)量子比特（qubit）的量子計(jì)算機(jī)原型機(jī)。如此規(guī)模的計(jì)算機(jī)被認(rèn)為已經(jīng)接近一道門(mén)檻，即可以實(shí)施常見(jiàn)超級(jí)計(jì)算機(jī)所不能完成的任務(wù)，這在計(jì)算機(jī)科學(xué)史上絕對(duì)可以成為一個(gè)重要里程碑——該領(lǐng)域的研究人員將這一里程碑稱(chēng)為是“量子霸權(quán)”（quantum supremacy）。
IBM周五在一份聲明中稱(chēng)，它旨在用這種規(guī)模的量子系統(tǒng)來(lái)“展示超越當(dāng)今經(jīng)典系統(tǒng)的能力。”根據(jù)這一聲明，IBM將與谷歌展開(kāi)直接較量。谷歌此前表示，該公司計(jì)劃在今年年底前展示類(lèi)似規(guī)模、能取得這一里程碑的計(jì)算機(jī)。
今天的量子計(jì)算機(jī)仍然太小，而且易于出錯(cuò)，在執(zhí)行大多數(shù)任務(wù)時(shí)性能都比不上常規(guī)超級(jí)計(jì)算機(jī)，但這項(xiàng)技術(shù)正在取得快速進(jìn)步。許多公司都積極行動(dòng)起來(lái)，開(kāi)發(fā)可以讓企業(yè)客戶使用的機(jī)器，這其中就包括IBM、谷歌、微軟、加拿大的D-Wave Systems以及加州的創(chuàng)業(yè)公司Rigetti Computing。
英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院從事高級(jí)材料研究的科學(xué)家喬納森·布利澤（Jonathan Breeze）表示，量子計(jì)算機(jī)的實(shí)踐應(yīng)用很大程度上取決于我們能否降低計(jì)算中的出錯(cuò)率。他與任何一家開(kāi)發(fā)量子計(jì)算機(jī)的公司都沒(méi)有關(guān)聯(lián)。
布利澤說(shuō)：“量子比特?cái)?shù)量增加將對(duì)出錯(cuò)率帶來(lái)怎樣的影響，目前這個(gè)問(wèn)題還存在很多爭(zhēng)論。”按照一些人的估計(jì)，如果隨著量子比特的增加，出錯(cuò)率呈指數(shù)級(jí)上升，那么這項(xiàng)技術(shù)可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于預(yù)期。“令人興奮的是，這項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)在正得到快速發(fā)展，我們應(yīng)該能在短期內(nèi)回答那個(gè)問(wèn)題，”布利澤表示。
盡管IBM和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手都想在量子計(jì)算領(lǐng)域率先取得突破，但他們還越來(lái)越渴望贏得新客戶的青睞。谷歌目前向早早使用其量子計(jì)算機(jī)的研究人員提供科學(xué)實(shí)驗(yàn)室和人工智能幫助。IBM周五表示，到2017年年底，該公司將通過(guò)云計(jì)算平臺(tái)，讓一臺(tái)20個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)面向付費(fèi)用戶開(kāi)放。IBM此前向客戶開(kāi)放了一臺(tái)17個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)，還讓研究人員通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)，可以免費(fèi)在一臺(tái)5個(gè)量子比特和一臺(tái)16個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
金融業(yè)也對(duì)量子計(jì)算的潛力表現(xiàn)出濃厚興趣。CME Group旗下風(fēng)投部門(mén)所做的第二筆投資，就是投了總部設(shè)在溫哥華的量子計(jì)算軟件公司1QBInformation Technologies，這家公司還得到了蘇格蘭皇家銀行的投資。高盛集團(tuán)也是D-WaveSystems的投資方。
常規(guī)計(jì)算機(jī)使用微型半導(dǎo)體，以二進(jìn)制格式（0或1，稱(chēng)為比特）保存信息。量子計(jì)算機(jī)則采用不同的方法——通常情況下，要將材料冷卻至比外太空還冷的溫度——創(chuàng)建處理單元（稱(chēng)為qubits），從而展現(xiàn)出量子機(jī)械性能。例如，量子比特可以同時(shí)代表0或1。與旨在分別處理信息的常見(jiàn)比特不同的是，量子比特會(huì)相互影響。從理論上講，這些特性讓量子計(jì)算機(jī)具有遠(yuǎn)超常規(guī)計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力。
但是，在今天所有的量子計(jì)算機(jī)上，量子比特只能保持瞬間的量子狀態(tài)。隨著它們脫離這種狀態(tài)，錯(cuò)誤就會(huì)出現(xiàn)在計(jì)算中。IBM周五表示，它已經(jīng)將量子比特的量子狀態(tài)成功保持了90微秒，這是六個(gè)月前IBM發(fā)布的更小量子計(jì)算機(jī)的兩倍。
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