IBM 的量子計算機走上了展台，中國的走到哪了？

前段時間的 2019 國際消費電子展（CES）上，IBM 向世人展示了目前全球唯一一台脫離實驗室環境運行的量子計算機「IBM Q System One」。

整套系統的所有零件內置在了一個棱長9英尺（約 2.7 米）的立方體內，這個立方體由半英寸（約 1.27 cm）厚的硼矽酸鹽玻璃制成，看起來極具未來的科幻感。系統的前後「門」可同時打開，工程師可以操作前部的量子計算機和後面板後隱藏的各種冷卻和控制模塊。

量子計算機，顧名思義，採用量子力學的能力處理計算，它可以利用量子的「疊加」和「糾纏」兩種特性做到強大的計算能力，甚至有傳言在理論上可以一舉超越當今世界上最快的超級計算機。

不過量子計算的做到需要極為苛刻的環境，比如可以容納量子比特的特殊加固裝置、使其保持在絕對零度（-273.15 °C）的巨型冷卻設備、幫助抵禦干擾並讀取數據的電子設備等等。所以它更多時候只能呆在不為人知的「秘密基地」里。

由此也得以窺見 IBM 這套獨立的量子計算機的計算能力，有外國媒體就質疑了它目前的性能可能還「不如我們常用的便攜輕薄筆記本」。不過它的出現還是掀起了一番熱潮，證明了量子計算機可以走出實驗室環境，把大眾腦海中虛幻的想像以實體呈現出來。

近幾年「摩爾定律」失效的聲音四起，傳統晶片進步愈加緩慢，晶片巨頭英特爾也因為「擠牙膏」而飽受詬病，量子計算取代傳統晶片的呼聲越來越高。國外科技巨頭Google和微軟也紛紛入局，先後發布 72 位量子處理器和量子計算編程語言。

全世界都對量子計算抱有極大的熱情，大陸的科研人員自然也不會落於人後。

2 月 6 日，大陸的農歷新年第二天，就傳來了中國科學技術大學杜江峰院士團隊，首次在室溫大氣條件下做到可編程量子處理器的消息。國際學術期刊《njp 量子信息》日前也發表了該成果。

該成果證明了，量子計算可以脫離苛刻的運行環境，在常規環境中做到計算，並擺脫之前每進行一次運算就要改變硬件配置的模式，為量子計算的室溫研究開辟了新的道路。

▲杜江峰團隊

在此之前的 2018 年 12 月 6 日，合肥本源量子公司也發布了大陸首款量子計算機控制系統「OriginQ Quantum AIO」，並計劃在未來三年左右推出量子計算機原型機。

該套系統由同為中國科學技術大學的郭光燦院士團隊研發，整套系統精簡、高效，其體積與 20 寸行李箱相差無幾，而在此之前，完成量子晶片調試需要滿滿一屋子的設備，如世界上第一台計算機。

在紀錄片《創新中國》的畫面中，也記錄了位於上海的量子信息與量子科技研究院，大陸科學家潘建偉及其團隊就在其中進行光量子計算機的相關研究，並分享了與比爾·蓋茨交流的體會。在此之前，潘建偉已經帶領團隊，做到了大陸在量子通信領域從跟隨者到領跑者的里程碑式進步。

▲截圖自紀錄片《創新中國》

除此之外，普通消費者更加了解的阿里巴巴旗下研究機構達摩院，也在量子計算的領域努力耕耘。

不過盡管大陸在量子計算的領域取得了如此多的進步與成就，但還是與國際頂尖的研究成果存在明顯的差距。就算拋開這次 IBM 公開展示的獨立量子計算機不談，大型機器的計算量也有明顯的差距。

▲中國科學院院士、中國科學院量子信息重點實驗室主任郭光燦

中國科學院院士、中國科學院量子信息重點實驗室主任郭光燦就曾在第二十屆高交會中國高新技術論壇的演講中提到，仍是「國際上比較領先，相幹時間已經提到100個微秒，現在他們已經做到10幾個比特，而我們國內在超導（量子計算機）方面遠遠落後於國際。」

雖然 IBM 給量子計算商用的大門撬開了一個縫隙，但無論是國內還是國外，量子計算機的高性能運算依然難以棘手的難題，對於普通人來說更是是遙不可及。但是為了找到打開未來科技的那把鑰匙，和抓住稀薄未來的可能性，全世界的科研人員仍在不懈的努力。

或許就在不遠的將來，我們真的可以迎來量子計算機商用的那一刻。

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