全球首台商用量子計算機發布！體積如同大象，算力不及筆記本

曉查 乾明 發自 凹非寺

量子位 報道 | 公眾號 QbitAI

「賭城」拉斯維加斯。

IBM把一件壓箱底的東西搬了出來。

不過，這一幕不是發生在牌桌上，而是2019年的CES上。

IBM宣布推出IBM Q System One，號稱世界首個專為科學和商業用途設計的集成通用近似量子計算系統。

搭乘這一系統的量子計算機是IBM Q，是目前全球唯一的獨立商用量子計算機。

體積大如象

IBM Q像是蘋果公司推出的Mac Pro「垃圾桶」，高2.74米，寬2.74米，有一個15厘米厚的硼硅酸鹽玻璃外殼，可以通過電機驅動把它打開，方便進行維護。

別看量子計算機體積極大，內部大部分空間是被冷卻裝置所佔據。

因為量子計算機的核心必須在極低的溫度下運行，到底有多低呢？與絕對零度相差還不到一度，比液氦的溫度還要冷，光是製冷就需要花幾天時間。

這和PC玩家用液氮冷卻CPU完全不同，冷卻量子計算機「CPU」並不是因為其發熱量大，而是因為只有溫度足夠低，內部超導體組件能正常工作。

量子計算機用「量子比特（qubits）」來存儲數，傳統計算機使用的是經典比特。傳統的二進位存儲數據只能是0或者1中的某一個狀態，而1個量子位可以同時存儲0和1，通過量子力學實現疊加。

但量子比特這種疊加特性不會持久存在，即使是現在最先進的超導量子計算機，也只能維持萬分之一秒。溫度低一點，這種狀態就能持久一點。

量子計算機商用的瓶頸主要也是在這裡。

所以，The Verge毫不留情地指出：像Q System One這樣的量子計算系統仍然是實驗性的。在涉及到現實生活的計算時，你的筆記本電腦可能更強大。

Tech Crunch評論稱，對於大多數商業應用來說，一台20-Bit的機器還遠遠不夠。更有甚者表示，IBM只是在自己的實驗設備外面加了一個華麗的外殼而已。

暫不包郵出售

遺憾的是，IBM Q量子計算機並不能包郵送到你手中。想使用IBM商用的量子計算系統，只能通過雲端訪問。

從2016年5月開始，IBM就向公眾免費開放IBM Q量子計算機的雲訪問許可權，但當時只有5個量子比特的運算能力。

IBM表示，目前IBM Q擁有超過10萬名用戶，而且開源的量子計算開發套件Qiskit下載超過14萬次。

此外，IBM推出了Q Network，旨在通過與學術機構、大型企業等合作來推進量子計算研究。

最近加入的一些合作夥伴有：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等等。

而且，量子計算機也不是一般公司與機構能造得起的。

雖然IBM並未透露具體價格。但2016年，其競爭對手D-wave為谷歌提供了一台9量子比特的量子計算機，售價為1500萬美元。

誰也不願落後的量子競賽

量子計算，被普遍認為是計算領域的下一個大事件。

對於傳統計算機來說非常耗時的一些問題，量子計算機能夠以少得多的步驟找到解決方案。

比如，使用一種名為Grover的量子搜索演算法，只需1萬次運算，就可以在一本有1億個名字的電話簿中找到你。但經典的搜索演算法平均需要5000萬次運算，才能完成這個任務。

再比如化學及製藥領域，業內人士估計，量子技術能將使藥物發現率提高5%-10%，效率提高15%-20%。

在破解最複雜的密碼安全系統、設計新材料、模擬氣候變化、以及實現超級人工智慧等方面，量子計算都扮演著重要的角色。

用武之地如此眾多，以至於任何一個有實力的政府，都不願意落後。美國、中國、歐盟、英國、荷蘭、日本、加拿大、澳大利亞等都紛紛投入大量資源進行研究。

相比之下，各大公司之間的競爭，更加激烈，也更加顯眼。

從2018年就可見一斑。

2018年的CES大會上，英特爾宣布成功設計、製造和交付49量子比特（量子位）的超導測試晶元Tangle Lake。

3月，谷歌公布72比特的量子晶元Bristlecone，並表示已經開始了72位量子計算機的測試。百度宣布成立量子計算研究所，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。

5月，微軟在Build大會上宣布，要在五年內造出第一台擁有100個拓撲量子比特的量子計算機，並且將其整合到微軟雲Azure當中。

10月，阿里巴巴達摩院在雲棲大會宣布著手超導量子晶元和量子計算系統的研發。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。

國內的實際進展方面，2017年5月， 中國科學技術大學潘建偉教授團隊研發出了世界上第一台超越早期經典計算機的光量子計算機。

2018年12月，中國科學技術大學郭光燦院士團隊宣布，成功研製出一套精簡、高效的量子計算機控制系統。

如果你要問量子計算的種種「夢幻般」應用要何時才能落地，就算是從事量子計算研究的人也很難說出個所以然來。

量子計算時代何時真正開始，第一批殺手級應用是什麼，還存在著類似疊加的不確定性。唯一確定的是，還需要大量的時間。

不過，能夠為各大公司創造利潤的量子時代已經開始了，IBM Q System One就是一個例子。

—完—

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