盡管?chē)@著量子計(jì)算領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展和炒作,但這項(xiàng)技術(shù)仍處于它的起步階段。就在幾年前,研究人員正在用屯有不到十個(gè)量子比特的原始機(jī)器制造頭條新聞,量子比特是經(jīng)典計(jì)算機(jī)的二進(jìn)制比特的量子版本。本周在舊金山舉行的IBM首次索引開(kāi)發(fā)商會(huì)議上,這家公司展示了它的最新的原型:一個(gè)屯有50量子比特的量子計(jì)算平臺(tái),目前存在的最先進(jìn)的機(jī)器之一。

量子計(jì)算-------以它的速度遠(yuǎn)快于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的并行計(jì)算和求解算法的能力------承諾將革命化從化學(xué)和物流到金融和物理領(lǐng)域的變革。事情是雖然量子計(jì)算是一種未來(lái)世界的技術(shù),但它還沒(méi)有足夠先進(jìn)到讓任何人都知道這個(gè)世界將實(shí)際上是什么樣子的。

IBM研究的IBMQ戰(zhàn)略和生態(tài)系統(tǒng)副總裁鮑勃·森特告訴弄玩意兒平臺(tái), "在三或四年內(nèi)人們不會(huì)剛好醒過(guò)來(lái)說(shuō), '哦,好吧,現(xiàn)在我已經(jīng)準(zhǔn)備好來(lái)使用量子，我必須來(lái)學(xué)什么"。

這些系統(tǒng)依賴于量子物理學(xué)的"詭異"屬性，正如愛(ài)因斯坦所說(shuō)它的,而它們的操作與今天的計(jì)算機(jī)的工作方式有著根本的不同。森特說(shuō)，"你基本上正在做的是用某些叫做量子比特的東西取代比特的概念，最終,當(dāng)你測(cè)量一個(gè)量子比特它是0還是1時(shí),但在此之前,有一個(gè)能實(shí)際上是的自由的領(lǐng)域。它不是同時(shí)的0和1或任何類(lèi)似這個(gè)的東西,它只是從一個(gè)遠(yuǎn)、遠(yuǎn)更大的數(shù)學(xué)空間取值"。

他繼續(xù)說(shuō),"基本的邏輯門(mén)[與、或、非、異或等等],這些門(mén)對(duì)量子是不一樣的，不同的量子比特一起工作來(lái)獲得一個(gè)解決方案的方式與你的一般內(nèi)存中的比特的工作方式完全不一樣的"，不是像傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)那樣按順序處理問(wèn)題，而是量子平臺(tái)試圖并行解決它們。這使得量子計(jì)算機(jī)能夠遠(yuǎn)更有效率的解決某些方程,如復(fù)雜分子的建模。

然而,這種效率被這個(gè)系統(tǒng)的脆弱調(diào)和。目前,一個(gè)量子比特的相干時(shí)間在衰變之前最高是90微秒。即,如果一個(gè)量子比特被指定為1,它只會(huì)0.0009秒保持1。森特說(shuō)，"之后所有的賭注都關(guān)閉。你要有一定量的來(lái)實(shí)際上可靠的使用這個(gè)東西的時(shí)間,任何你要用一個(gè)量子比特做的計(jì)算必須在這個(gè)時(shí)期內(nèi)"。

因?yàn)檫@樣的量子計(jì)算機(jī)對(duì)來(lái)自溫度、微波、光子甚至連運(yùn)行這臺(tái)機(jī)器本身的電流的干擾非常敏感。森特說(shuō), "隨熱你有大量的電子來(lái)回移動(dòng),相互碰撞進(jìn)彼此",這能導(dǎo)致量子比特的去相干。這就是為什么這些平臺(tái)必須被冷卻到接近絕對(duì)零度來(lái)運(yùn)行的。

森特解釋說(shuō)，"在陰影下的外部空間介于兩到三度開(kāi)爾文之間。"外空間太暖和了不能做這些計(jì)算"。相反,其中最低水平的這些計(jì)算本身發(fā)生的地方的量子計(jì)算機(jī)平臺(tái)存在于一個(gè)冷凍的10毫開(kāi)爾文------高于絕對(duì)零度一度的1%。因此不的,森特向弄玩意兒平臺(tái)保證,我們可能不應(yīng)該期望在未來(lái)的幾十年內(nèi)存在在室溫下運(yùn)行的臺(tái)式量子計(jì)算機(jī)------也許甚至在我們的有生之年。

令人驚訝的是,這些系統(tǒng)的能效相當(dāng)?shù)母?。除了所需的足夠冷卻系統(tǒng)運(yùn)行的能量(一個(gè)大約需要36個(gè)小時(shí)的過(guò)程),IBM的50量子比特平臺(tái)只吸收10到15千瓦的功率------大致相當(dāng)于10臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)的微波爐。

因此,現(xiàn)在IBM已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了許多從5到50量子比特的量子計(jì)算機(jī)系統(tǒng),接下來(lái)的挑戰(zhàn)是弄清楚用它們來(lái)做什么。這就是這家公司的Q網(wǎng)絡(luò)來(lái)的地方。去年12月,IBM宣布了與多家財(cái)富500家公司和研究機(jī)構(gòu)結(jié)成伙伴關(guān)系------包括摩根大通、三星、本田、日本慶應(yīng)大學(xué)、橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和牛津大學(xué),來(lái)推斷出這個(gè)技術(shù)的潛在的實(shí)用應(yīng)用。