11月17日消息,IBM發布消息稱已經構建成功50量子比特的量子計算處理器的樣機,將使用在下一代的IBM Q系統中,提供給客戶,BM的量子計算和人工智能研究部門的負責人Dario Gil在接受紐約時報采訪時稱,此前,全世界還沒有一家公司可以在這樣的尺度上構建一個量子計算機,與傳統計算機相比,量子計算機能夠達到驚人的計算能力。
IBM 公司日前宣布其量子處理器取得了兩項重大的進展,包括首款上線的 IBM Q 系統將配備 20 量子比特處理器,同時在超導量子比特設計、連接性和應用開發包方面都將有所改善。該系統的一致性時間(Coherence times,即可用于執行量子計算的時間量)平均可達 90 微秒,居業界首位,而且允許高保真的量子運算。同時IBM 還成功構建并測量了具有類似性能指標的 50 量子比特原型處理器。這款新的處理器擴展了 20 量子比特架構,將會在下一代 IBM Q 系統中使用。
到 2017 年年底,客戶就可以在線體驗首款 IBM Q 系統的計算能力, IBM 還計劃在 2018 年推出一系列技術升級,向客戶提供高級的可擴展通用量子計算系統,供他們探索實際應用。2016 年 5 月,IBM 發布了可供人們在線訪問的量子計算機。此后,歷經三代科學家的不懈努力,IBM 在量子計算硬件領域終于獲得了此次的最新進展。在 18 個月的時間里, IBM 已經通過 IBM Q 體驗網站上線了 5 量子比特和 16 量子比特的系統,以供公眾訪問,同時還開發出了全球最高級的量子計算生態系統。
在接下來的一年里,IBM Q 系統的科學家將會繼續從多個方面改善量子設備,包括量子比特的質量、電路連接性、運算錯誤率等等,進而提升量子算法的運行深度。舉例來說,IBM 的團隊曾在 6 個月內使 20 量子比特處理器的一致性時間翻了一番,最終在 IBM Q 體驗網站上向公眾推出了 5 量子比特和 16 量子比特的系統。
除了構建工作系統之外,IBM 還致力于發展其強大的量子計算生態系統,包括開源軟件工具、近期系統所需的應用,以及量子社區所需的培訓與支持材料等。通過 IBM Q 體驗網站,超過 60,000 名用戶進行了 超過170 萬次量子實驗,并發表了超過 35 篇第三方研究出版物。注冊用戶來自全球各地的 1,500 多所大學、300 所高中及 300 家私營機構,而且許多用戶已經將訪問 IBM Q 體驗網站作為他們的正式培訓環節之一。這種開放性訪問與開放性研究的方式,對于加速量子計算學習與實施而言非常關鍵。
普林斯頓大學電氣工程教授 Andrew Houck 表示,“IBM Q 體驗網站和 QISKit 已成為我的量子計算課堂教學的一部分,對我而言,它們非常重要。就在幾年前,量子計算課程主要教授理論,學生們也很感興趣,但總感覺所描述的內容離我們很遙遠。借助 IBM 提供的豐富資源,我可以讓我的學生在課后練習中,在真實的量子計算機上運行實際的量子算法!這種方式讓他們明白,量子計算是一種真實的技術,而不是空想。曾經看似遙不可及的事情,現在,學生們在大學宿舍里就可以體驗到。量子計算課程的注冊目前非常火爆,各個學科的優秀學生都對這門課程很感興趣。”
20世紀最重要的一些技術進步都是由數十年來的基礎科學探索促成的,而這些探索一開始的目的只是想要拓展人類的知識。當愛因斯坦發現相對論之時,他完全想不到這項發現將會成為現代導航技術的重要組成部分。量子科學的故事同樣如此。
量子計算的愿景是:解決遠遠超出傳統計算機實際應用范疇的特定問題,比如化學模擬、優化類型等問題。在《自然》雜志近期發表的一篇論文中,IBM Q 系統的團隊開創了一種基于量子硬件的新的化學問題解決方法,通過這種方法,將有望在未來改變新藥物與新材料的發現方式。在 QISKit 教程中,我們提供了一個 Jupyter 筆記本,用戶可通過該筆記本中的描述,重復實現該論文中所描述的量子化學突破的相關實驗。此外,我們還提供了其他一些類似的教程,其中詳細介紹了如何在 IBM 的量子硬件上解決 MaxCut 和 Traveling Salesman 等優化問題。
這些突破性的進展表明有望通過近期的量子設備解決有趣的問題,也有望發掘出量子計算機相比傳統計算機的優勢所在。在通過小規模通用量子計算系統解決問題方面,IBM 已經邁出了一大步,希望使量子計算系統在不遠的未來得到實際運用。
盡管目前尚處于初步階段,科學家希望能夠開發量子計算真正的潛力。量子計算將在未來數年內在化學,優選法,以及機器學習等領域打開嶄新的大門,也許還將重新定義計算。