IBM的量子计算机很重要,但还远远没有准备好-王其杉博客|程序员|科技新闻
国际商用机器公司
在2019年国际消费电子展(CES)上公布的“会说话的厕所”和“聪明的木板”中,有一项声明看起来真正具有变革性。
IBM推出了Q System One,这是第一台可供商业使用的独立量子计算机。虽然标准计算机以比特(1或0)存储信息,但量子计算使用量子比特,由于一种称为叠加的状态,量子比特可以同时表示1和0。
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理论上,这可以使这种计算机比我们最好的超级计算机快上千倍,功能更强大,特别是对于涉及概率或大量并行处理的复杂问题。一些世界上最大的科技公司(包括谷歌和微软)在政府的大力投资下,正竞相达到量子霸主地位,这一点使得量子计算机比我们现有的机器变得更好。
IBM现在宣称Q System One是一个巨大的里程碑——一个优雅的9英尺长的玻璃立方体,看起来像是一个倒霉的小角色在科幻电影中可能会被卷入的东西。该公司与两家英国设计公司(地图项目办公室和环球设计工作室)合作进行设计,旨在将量子计算从实验室带到现实世界。
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詹姆斯·鲍尔
IBM的Arvind Krishna在声明中说:“随着我们致力于为商业和科学开发实用的量子应用,这个新系统对于将量子计算扩展到研究实验室之外至关重要。”
但现在不要扔掉你的旧超级计算机。Q系统1有20个量子比特,比大多数研究人员认为达到量子霸主地位所需的50个量子比特还要短。兰开斯特量子技术中心主任罗伯特杨说:“一个20量子比特的系统不太可能实际有用。”
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一些业内人士甚至对它的财务意义感到惊讶。ProTectBox的首席执行官兼创始人Kiran Bhagotra说:“相当合理的是,许多人预计,像IBM的声明这样的事情并不遥远。”“但令许多人意想不到的是,这种水平的量子比特作为一种独立的量子比特在商业上是可行的。”
IBM Quantum计算机比您的平均laptopibm大得多。
量子比特是极其挑剔的——最轻微的噪声和外界的干扰会将它们从微妙的叠加状态中剔除。“操作这些芯片需要极端的环境,超低温是从任何形式的噪音中分离出来的,把它们送到实验室环境之外真的很棘手,”杨说。“你如何在不加热样品或破坏你要测量的信号的情况下接收和输出信号,你如何对它们进行编程,并将它们与你想解决的问题联系起来?”他说:“这是一个很好的选择。”
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微软想帮助编码人员实现一个不同的飞跃
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汤姆·西蒙奈特
在Q系统取得进展的地方,我们正在着手解决一些工程挑战。这是一个“盒子里的最先进的实验室”,使用稀释冰箱将其核心冷却到高于绝对零度的一小部分。外壳由半英寸厚的硼硅酸盐玻璃制成,完全密封,但易于打开进行维护,同时支撑系统完全隔离,以保护芯片免受电磁噪音和温度波动的影响。
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杨说:“量子计算从物理到工程再到计算机科学的转变,真的很重要。”“这是在这一过程中迈出的一大步——我们需要即插即用系统,而不需要物理学家和工程师来操作,在这种系统中,您不必质疑输出是有效的结果还是由于硬件故障导致的错误。”
大多数公司都在竞相将量子比特的数量最大化,但量子计算的整个生态系统同样重要。牛津大学量子物理学教授阿图尔·埃克特说:“如果只有你有一个单位,而你没有人可以打电话,那么发明一部电话就不够好了。”
什么是量子计算机?它们是如何工作的?有线解释
有线解释
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那些致力于量子计算的人开始认识到这一点。D-Wave还制造了类似的独立盒子,可以装运给客户,并插入到随时可用的设备中,尽管这项技术的形式略有不同,称为量子退火,它只适用于某些任务。“这有点像一个图形计算器与一台个人电脑,”苏塞克斯大学量子技术教授温弗里德·亨辛格说。
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量子信息第一次从地球传送到轨道上
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阿比盖尔·比尔
为量子计算机建造一个光滑的便携式玻璃外壳不太重要,因为大多数人都可以远程访问它们。“你可以朝两个方向走,”亨辛格说。“您可以使这台完全自动校准、自动操作的机器,或者您可以使这项技术在拥有熟练技术人员和工程师的环境中更强大。后者是更好的物有所值,因为你可以做更有趣的事情。”IBM已经有了一个16位的处理器,任何人都可以通过云来使用。
“但是稳定性、可重复性和灵活性是非常重要的,”杨说。“如果IBMQ的底层架构是可扩展的,那么在开发新的处理器时,新的处理器可能会出现,而不会面临巨大的工程挑战,那么对于量子计算来说,这将是一个非常令人兴奋的发展。”
将量子计算交到消费者手中需要一个重大突破——要么开发能在高温下工作的量子系统,要么改进和微型化冷却技术。
从本质上讲,Q系统1相当于20世纪50年代和60年代的小型主机。“它的目标是让一家拥有工程师团队的大公司在内部操作一台量子计算机,而不是面向消费者,”杨说。这是向前迈出的重要一步,但不是一个巨大的量子跃迁。
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