IBM發布全球首台商用量子計算機！

編譯 & 編輯 | Vincent

AI 前線導讀：CES 2019 大會上，IBM 展示了全球首款專為科學家和企業設計的量子計算集成系統，稱為 IBM Q System One，此外，IBM 還計劃於 2019 年在紐約 Poughkeepsie 開設首個 IBM Q 量子計算中心。更多優質內容請關注微信公眾號「AI 前線」（ID：ai-front）

IBM 展示商業量子計算機

隨著 IBM 首席執行官 Ginni Rometty 在 CES 上發表主題演講，這位藍色巨人正在利用本次會議來突出其研發和新技術商業化的能力。IBM 一直是量子計算的先驅之一，量子計算有望推動超越傳統計算機的全新范式。但量子計算的問題在於它需要開發人員為量子比特、連續冷環境和新硬件架構創建應用程序。

這些挑戰意味著量子計算的使用很可能通過即服務或雲模型提供。雖然量子計算可能會在某些時候部署在企業數據中心，但鑒於市場的不成熟，投資回報將是棘手的。Sutor 指出，在量子計算方面，到目前為止，所有東西都是基於雲的。

IBM 不斷探索量子計算，因為它能夠為多個行業解決一系列的問題。相比經典的計算方式，量子計算有這樣幾個不同：

每個經典電子計算機利用電子的自然行為來產生符合布爾邏輯的結果（對於任何兩個特定輸入狀態，一個特定輸出狀態）。這里，基本交易單位是二進制數字（「位」），其狀態是 0 或 1. 在傳統的半導體中，這兩種狀態由晶體管內的低和高電壓電平表示。

在量子計算機中，結構完全不同。其註冊狀態的基本單位是量子位，其在一個級別也存儲 0 或 1 狀態（實際上是 0 和 / 或 1）。量子計算不是通過晶體管而是通過用彼此垂直的電場轟擊原子來獲得其量子位，結果是將離子排列在一起，同時保持它們方便且等效地分離。當這些離子被足夠的空間隔開時，它們的軌道電子成為內部地址，如果你願意的話，也可以成為量子位。

IBM Q 的外觀包括一個外形尺寸高 2.74 米（9 英尺），寬 2.74 米（9 英尺），厚 1.27 公分（半英寸）的硼矽酸鹽玻璃外殼，形成一個密封外殼，可以使用「旋轉平移」毫不費力地打開，通過電機驅動，旋轉兩個移位軸的設計用於簡化系統的維護和升級過程，同時最大限度地減少停機時間，這也是 IBM Q 適用於可靠商業用途的一個創新。

另外，還有一系列獨立的鋁和鋼統一框架，也有解耦系統的低溫恒溫器，控制電子設備和外殼，有助於避免潛在的振動干擾，導致「相位抖動」和量子比特退相幹。

IBM 的通用量子計算系統旨在使集成更加容易，因此它們可以應用於實際業務問題。IBM 試圖解決的最大問題是採用模塊化方式升級量子系統。定制組件包括：

• 硬件設計足夠穩定，提供可預測的量子比特。

• 低溫工程使量子計算系統保持冷態。

• 用於大規模控制量子位的電子設備。

• 用於量子計算的固件，以處理升級和停機時間。

據了解，這一設備還處於量子計算發展的早期階段，但 IBM 的 Q 量子計算中心將使業務和科學家能夠探索更多實際應用。最重要的可能是 Q System One 代表了量子計算的早期模板。

英國蘇塞克斯大學量子技術教授 Winfried Hensinger 評價說：「Q System One 更像是一塊墊腳石，而不是實用的量子計算機。我不會把它當作一個突破，但這確實是做到量子計算商業化的一個關鍵的步驟。」

IBM 於 2016 年 5 月推出了 Q 體驗（Q Experience），並且已有 100,000 多人訪問了量子系統，並撰寫了 130 多篇第三方研究論文。IBM 的 Q Network 是一個商業和科學應用平台，最近增加了阿貢國家實驗室、CERN、埃克森美孚、費米實驗室和勞倫斯伯克利國家實驗室。

Sutor 表示，Q Network 和 Q Quantum Computational Center 代表了 IBM 商業化量子計算的更正式的安排。例如，摩根大通（JP Morgan Chase）和戴姆勒（Daimler）等公司直接與 IBM 科學家就問題和縮放算法進行合作。

國內量子計算進展

IBM 已經率先放出量子計算機，使得量子計算這一賽道又增添了幾分緊張感。自 2018 年開始，國內量子計算的研究也開始逐漸步入正軌。

2018 年，達摩院在雲棲大會宣布著手超導量子晶片和量子計算系統的研發，使阿里巴巴成為繼 IBM、微軟、Google和英特爾之後，全球第五家啟動量子硬件研發項目的大型科技企業。

2018 年 3 月，百度宣布成立量子計算研究所，開展量子計算軟件和信息技術應用業務研究，並計劃在五年內組建世界一流的量子計算研究所，逐步將量子計算融入到業務中。

同樣在 2018 年，華為在全聯接大會期間正式發布量子計算模擬器 HiQ 雲服務平台，包括量子計算模擬雲服務以及量子編程框架。

在量子計算逐漸成為現實的道路上，我們也十分期待能夠看到中國隊的身影，希望國內企業能在不久的將來傳來好消息。

參考鏈接：

https://www.zdnet.com/article/ibm-at-ces-2019-outlines-q-system-one-quantum-computer/

https://www.theverge.com/2019/1/8/18171732/ibm-quantum-computer-20-qubit-q-system-one-ces-2019

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