IBM再次超越谷歌：研制出50量子位計算機原型機

　　近日，在美國電氣和電子工程師協(xié)會(huì )(IEEE)的工業(yè)峰會(huì )上，IBM對外宣布，公司已經(jīng)成功研發(fā)20位量子比特的量子計算機，可在年底向付費客戶(hù)開(kāi)放。更值得一提的是，IBM還成功開(kāi)發(fā)出了一臺50位量子比特的原型機，可為今后IBMQ系統奠定基礎。

　　IBM在官方博客中寫(xiě)道，基于20量子比特量子計算機的相干時(shí)間(Coherencetime，相干時(shí)間，就是信道保持恒定的最大時(shí)間差范圍)翻倍，由之前的50微秒到達現在平均相干時(shí)間90微秒。而且這臺量子計算計的設計具有可擴展性：基于50個(gè)量子比特的量子計算機也有相似的表現。

　　IBM20和50量子比特陣列

　　擁有50量子比特的計算機，在計算機科學(xué)史上絕對可以成為一個(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”，它可以實(shí)施常見(jiàn)超級計算機所不能完成的任務(wù)。

　　IBM人工智能和IBMQ研究副總裁達里·奧吉爾(DarioGil)表示，量子位數量增加只是一個(gè)方面。你處理的量子位越多，量子位之間的交互就會(huì )越復雜，因為量子具有相互糾纏的屬性。如果你有更多的量子位，但它們相互聯(lián)系時(shí)有很高的錯誤率，那么它們不見(jiàn)得比錯誤率較低的5量子位機器來(lái)得強大。

　　另一個(gè)要關(guān)注的問(wèn)題是，在處理量子狀態(tài)時(shí)，它們在一種名為相干性(coherence)的過(guò)程中往往存在一段很短的時(shí)間。這意味著(zhù)，量子位回到0和1經(jīng)典的計算狀態(tài)之前，研究員只有一個(gè)短暫的時(shí)間窗口。在上個(gè)世紀90年代末期，研究人員只有短短幾納秒的時(shí)間可以關(guān)注相干性。即使在去年，IBM也只能為5量子位機器獲得47微秒和50微秒的相干性時(shí)間。這次IBM公布的相干時(shí)間在90微秒左右，是一次巨大的飛躍。

　　除了量子計算機外，IBM在軟件上也有建樹(shù)。其開(kāi)發(fā)的QISKit，是量子信息軟件處理工具包，可用于幫助研究社區最大限度利用量子計算系統的核心。IBM稱(chēng)，這是包括基于Python語(yǔ)言的建立、操控、顯示和研究量子比特的工具，表征量子比特的工具，批量處理任務(wù)工具和一個(gè)可將所需實(shí)驗編譯到真實(shí)硬件的編譯工具。

　　自去年IBM推出5量子位的先進(jìn)計算機以來(lái)，IBM在量子計算機領(lǐng)域一路高歌猛進(jìn)。今年3月份，IBM就曾對外宣布，今年要推出全球第一個(gè)商業(yè)化量子計算云服務(wù)：IBMQ。這也是全球第一個(gè)收費的量子計算云服務(wù)系統。

　　量子計算機和傳統計算機之間的區別

　　相比傳統計算機，量子計算機的最大區別在于：傳統計算機只能按照時(shí)間順序一個(gè)個(gè)地解決問(wèn)題，而量子計算機卻可以同時(shí)解決多個(gè)問(wèn)題。傳統計算機使用的運算規則是二進(jìn)制，用0和1記錄信息狀態(tài)。但量子計算機由量子狀態(tài)來(lái)描述信息，根據量子的特性它可以同時(shí)表示多種狀態(tài)，并同時(shí)進(jìn)行疊加運算，因而擁有更快速的運算方式。

　　由于量子計算機處理能力比當前傳統超級計算機高幾個(gè)數量級。因此，許多人認為，量子計算機將完成以前被認為是不可能完成的任務(wù)，例如模擬化學(xué)催化劑、建立超級復雜系統的模型、破解加密密碼等。但迄今為止，這些公司開(kāi)發(fā)的量子計算機處理能力不夠強大或不夠精確，在運行大多數任務(wù)時(shí)不足以超過(guò)傳統計算機。