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IBM 20 量子位元的量子电脑云端计算服务年底将上线

2025-05-13 208

2016 年 IBM 开发出了有 5 量子位元的量子电脑后,就把它提供出来为量子电脑云端服务,供研究者使用。近日,IBM 宣布发表新型的 20 量子位元的量子电脑,同样为云端服务对外提供,且是正式商业化的产品。仅用 18 个月就达到如此显著的规格提升,且还快速商业化,这速度可说非常惊人。

IBM 同时表示,研究人员已成功开发出一台 50 量子位元的原型机。这可算是量子电脑重要的里程碑,以往观点认为达到 50 量子位元的量子电脑就可以模拟传统电脑的所有操作。不过目前并不知道 50 量子位元的量子电脑何时能为商业产品上线。

▲ IBM 50 量子位元的原型机。(Source:Flickr/IBM Research CC BY 2.0)

IBM 最早的量子电脑是免费提供这领域的研究者,初步建立自己的生态,也为量子编程、量子计算的使用者提供平台。如今的 20 量子位元量子电脑已是正式的商业化计算服务了。它会在年底前上线。

IBM AI 及 IBM Q 研发副总裁 Dario Gil 表示,从 5 增加到 20 的量子位元数目仅是故事的一部分。量子位元数目越多,之间互动产生“纠缠”的过程就越复杂。越多量子位元数目就有越高错误率,所以高错误率的 20 量子位元量子电脑,计算能力可能还不如低错误率的 5 量子位元量子电脑。而 IBM 研究人员想方设法在较低的错误率下,完成 20 量子位元的量子电脑,这对这方面的研究者来说能发挥很大帮助。“更多的量子位元数和更低的错误率,它们可以合力解决更多问题。”Dario Gil 说。

处理量子状态时遇到的另一个问题是,它们保持相干态的时间非常短。这就意味着量子位元坍缩到传统计算的 0 和 1 状态之前,只有一个很短的时间窗口可操作或测量。这个时间有多短?当研究人员在 1990 年代刚开始研究这个问题时,相干状态只能持续几奈秒(1 奈秒 = 10-9 秒)。即便发展到 2016 年,研究人员也只做到在 5 位元量子电脑上把相干时间延长到 47 到 50 微秒之间(1 微秒 = 10-6 秒),虽然听起来还是很短,但确实是巨大的飞跃。

量子计算的最终目标是带有容错性的通用计算系统,它应当能自动修复错误,并有不受限制的相干时间。“我们追求的圣杯是一个容错的通用计算系统。今天,我们创造出近似的通用系统,这意味着它可以执行任意操作及程式。不过它还是‘近似’,所以我们还需要忍受错误以及在有限的时间窗口内计算操作。”Dario Gil 解释。

在他看来,这是一个不断升级、小步前进的过程,这天的消息也就只是过程中的一步,但他相信即便是今天可做到的这一小部分,就已有强大的力量。伴随着量子计算云端服务发表,以及 IBM 为量子计算编程 SDK QISkit 做出的改进,他们不断改进这技术。技术进步不是一天两天的事情,不过企业、政府、大学及相关组织都在进行相关研究,共同寻找用来解决实际问题的应用方式(IBM 当然不是唯一一家在这方面做研究的公司)。

IBM 认为,随着技术发展及更多人理解相关技术,量子计算更可在药品研究、材料科学这样的应用领域发挥作用。同时 IBM 也为这项技术的负面作用提前预防,比如用量子计算破解传统电脑的加密数据。Dario Gil 说,他们正与标准制定者共同合作,尝试制订后量子计算时代的加密算法。

(本文由 雷锋网 授权转载;首图来源:Flickr/IBM Research CC BY 2.0)

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2019-03-16 22:31:00

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