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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