去年IBM開發(fā)出了具有5位量子比特的量子計算機后，就把它提供出來作為量子計算云服務(wù)，供研究者使用。近日，IBM宣布發(fā)布新型的20位量子比特的量子計算機，同樣作為云服務(wù)對外提供，并且是正式商業(yè)化的產(chǎn)品。僅僅用了18個月的時間就實現(xiàn)了如此顯著的規(guī)格提升，而且還快速商業(yè)化了，這一速度可謂驚人。
IBM同時表示他們的研究人員們已經(jīng)成功開發(fā)出了一臺50位量子比特的原型機。這可以算是量子計算機重要的里程碑，以往觀點認為達到50位量子比特的量子計算機就可以模擬傳統(tǒng)計算機的所有操作。不過目前按并不知道50位量子比特的量子計算機何時能作為商業(yè)產(chǎn)品上線。
IBM最早的量子計算機是免費為這一領(lǐng)域的研究者提供的，初步建立了自己的生態(tài)，也為量子編程、量子計算的使用者提供了平臺。如今的20位的量子計算機已經(jīng)是正式的商業(yè)化計算服務(wù)了。它會在年底前正式上線。
IBM AI及IBM Q的研發(fā)副總裁Dario Gil表示，從5增加到20的量子比特數(shù)目僅僅是故事的一部分。量子比特的數(shù)目越多，它們之間互動產(chǎn)生“糾纏”的這一過程就越復(fù)雜。越多的量子比特數(shù)目就有越高的錯誤率，所以高錯誤率的20位量子計算機可能計算能力還不如低錯誤率的5位量子計算機。而IBM的研究人員們想方設(shè)法在較低的錯誤率下實現(xiàn)了20位的量子計算機，這對這方面的研究者來說能夠起到很大幫助。“更多的量子位數(shù)目和更低的錯誤率，它們可以合力解決更多的問題”，Dario Gil說。
處理量子狀態(tài)時遇到的另一個問題是，它們保持相干態(tài)的時間非常短。這就意味著在量子比特坍縮到傳統(tǒng)計算中的0和1狀態(tài)之前只有一個很短的時間窗口可以進行操作或者測量。這個時間有多短呢，當(dāng)研究人員們在上世紀90年代剛剛開始研究這個問題時，相干狀態(tài)只能持續(xù)級幾納秒（1納秒=10-9秒）。即便發(fā)展到去年，研究人員們也只做到了在5位量子計算機上把相干時間延長到47到50微秒之間（1微秒=10-6秒）。雖然聽起來還是很短，但確實是一項巨大的飛躍。
量子計算的最終目標是一個帶有容錯性的通用計算系統(tǒng)，它應(yīng)當(dāng)能夠自動修復(fù)錯誤，并且有不受限制的相干時間。“我們追求的圣杯是一個容錯的通用計算系統(tǒng)。今天，我們創(chuàng)造出了近似通用的系統(tǒng)，這意味著它可以運行任意的操作以及程序。不過它還是‘近似’的，所以我們還需要忍受錯誤以及在有限的時間窗口內(nèi)做計算操作。”Dario Gil解釋道。
在他看來，這是一個不斷升級、小步前進的過程，這天的消息宣布也就只是過程中的一步，但他相信即便是今天可以做到的這一小部分就已經(jīng)具有強大的力量。伴隨著這天的量子計算云服務(wù)發(fā)布以及IBM為量子計算編程SDK QISkit 做出的改進，他們可以不斷地改進這一技術(shù)。技術(shù)進步不是一天兩天的事情，不過企業(yè)、政府、大學(xué)以及相關(guān)的組織都在進行相關(guān)的研究，共同尋找用來解決實際問題中的應(yīng)用方式。（IBM當(dāng)然不是唯一一家在這方面做研究的公司）
IBM認為，隨著技術(shù)發(fā)展以及有更多的人理解相關(guān)技術(shù)，量子計算可以更多地在藥品研究、材料科學(xué)這樣的應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)揮作用。同時IBM也在為這項技術(shù)的負面作用提前做出預(yù)防，比如用量子計算破解傳統(tǒng)計算機中的加密數(shù)據(jù)。Dario Gil說他們正在與標準制定者共同合作，嘗試制訂后量子計算時代的加密算法。雖然離達成這個目標還有相當(dāng)?shù)木嚯x，他們必然很清楚這些問題的重要程度，并且盡最大努力減輕它們。
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