新時代要到來了，全球首個量子計算雲服務出現

圖片來源：sakkmesterke/Shutterstock.com

量子計算機，顧名思義，就是利用量子力學效應來進行計算的一種設備，它比傳統計算機都更加強大，這讓人們都為它的潛力興奮不已。

不幸的是，切實有形的、大規模的量子計算機對於我們來說仍遙不可及。不過，IBM已經在為我們準備著一場驚喜——他們宣布將在今年晚些時候推出世界上首個通用量子計算服務。

這項服務的名稱為IBM Q，通過互聯網，我們就能隨心使用IBM早期的量子計算機——當然，要支付一定的費用。

然而不容忽視的是，就目前來說，IBM的量子計算機僅能運行5個Q比特，所以它可能並不比傳統計算機快到哪兒去（甚至不會超過傳統計算機）。

所幸IBM的技術與時俱進，他們希望在接下來的幾年中實現50個Q比特的計算，並會同時構建在線系統以及軟體，如此一來，當他們技術成熟的那一天，世界各地的人們都能完整地使用他們的量子計算機。

不同於傳統計算機使用的0/1比特，量子計算機使用的是一種奇異的量子力學效應——疊加態，它使原子能夠同時處在0和1的狀態。正是這種量子比特，或稱之為Q比特，使得量子計算機的處理能力較傳統計算機大大提升。

但目前為止，即使對於最高科技的實驗室來說，Q比特都難以製造以及操縱。這也就解釋了為什麼IBM經歷了數十年的研究也只能夠讓5個Q比特在計算機里一起工作。並且為了讓這些Q比特實現它們的功能，研究人員必須將溫度降至接近於絕對零度才行。

諸如谷歌等公司以及許多大學的研究實驗室也建造了簡單的量子計算機，並且谷歌用他們的量子計算機首次實現了單個分子的模擬。當這項技術的規模日益壯大，它強大的潛力也就浮現出來了。

IBM公司不僅關注硬體本身，他們還在開發量子計算機相關的軟體，並且已經在思考如何讓大眾有機會使用他們的技術。

「混合雲」（Hybrid Cloud）資深副董以及IBM研究院主管Arvind Krishna表示：「IBM已經傾注了數十年的心血來發展量子計算領域，並且我們致力於拓展量子系統以及它們強大的能力，以滿足科學研究以及商業領域的需求。」

這個系統建立於公司的「量子體驗」（Quantum Experience）項目的基礎上，該項目於去年成立以無償支持研究人員的工作。IBM Q將會使用類似的雲軟體，同時將對商業應用開放，並且更重要的是，向任何希望為量子系統編寫代碼的程序員以及開發者開放。

他們的目標是當量子計算機能夠被完整在線發布時，構建一個具有功能性、盈利性、基於雲服務的平台。

「顯而易見，我們需要讓量子計算機能夠通過雲端工作，」馬里蘭大學的物理學家Christopher Monroe（未參與IBM的項目）通過《科學美國人》對Davide Castelvecchi說，「但是，想要達到那種水平，前途依然艱難。」

研究人員所面臨的挑戰是，雖然理論上5個Q比特的機器能夠被輕易地模擬並且編程，但是現實情況並非如此，因為我們要操縱的是那些會根據環境因素改變自身行為的原子。

來自MIT的物理學家Isaac Chuang（未參與IBM的項目）告訴《科學美國人》：「真正的挑戰是，我們是否能夠讓我們的演算法在真實的、不完美的硬體上執行。」

在IBM發表的公告中，他們表示，在過去的幾個月里，有超過40,000使用者已經利用「量子體驗」服務搭建並運行了275,000個測試程序，並且迄今為止已有15篇研究論文被發表。

他們預言未來的量子服務將會更加有用。

公告中還表示：「量子計算機將能夠為我們帶來某些重要問題的解答，而這些問題的模式是我們以往所不可見的，因為某些相關數據並不存在，並且我們所需要進一步探索的、那些可能的解答的計算量，對於傳統計算機來說實在太過龐大。」

儘管目前使用IBM Q的花費或是使用者能夠從中受益多少都尚不可知，但是我們必須承認，能夠成為第一批量子計算的用戶是多麼酷的一件事啊！

蝌蚪五線譜編譯自sciencealert，譯者 lwl，轉載須授權

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