IBM 发布全球首台商用量子计算机

AI 前线导读：

CES 2019 大会上，IBM 展示了全球首款专为科学家和企业设计的量子计算集成系统，称为 IBM Q System One，此外，IBM 还计划于 2019 年在纽约 Poughkeepsie 开设首个 IBM Q 量子计算中心。

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IBM 展示商业量子计算机

在 CES 上，IBM 首席执行官 Ginni Rometty 发表主题演讲，利用本次会议，这位蓝色巨人突出了其研发和新技术商业化的能力。

IBM 一直是量子计算的先驱之一。量子计算有望超越传统计算机，成为一种全新范式，但其问题在于它需要开发人员开发量子应用、持续的冷却环境和新硬件架构。

这些挑战意味着量子计算很可能通过服务或云模型提供。虽然量子计算可能会部署在企业数据中心，但鉴于市场不成熟，投资回报将是个棘手的问题。Sutor 指出，在量子计算方面，到目前为止，所有成果都是基于云的。

IBM 不断探索量子计算，因为它能够为多个行业解决一系列的问题。相比经典的计算方式，量子计算的不同点在于：

所有经典电子计算机是利用电子的自然行为来产生符合布尔逻辑的结果（对于任何两个特定输入状态，一个特定输出状态）。这里，基本交易单位是二进制数字（“位”），其状态是 0 或 1。在传统半导体中，这两种状态由晶体管内的低和高电压表示。

在量子计算机中，结构则完全不同。其注册状态的基本单位是量子位，在同一级别电存储状态为 0 或 1（实际上是 0 和/或 1）。量子计算不是通过晶体管，而是通过用彼此垂直的电场轰击原子来获得量子位，结果是离子有序排列，使之可以便利、均衡地分离。当这些离子的隔离空间足够大时，做轨道运动的电子便成为内部地址，如果你愿意的话，也可以成为量子位。

IBM Q 的外观包括一个高 2.74 米（9 英尺），宽 2.74 米（9 英尺），厚 1.27 厘米（半英寸）的硼硅酸盐玻璃密封外壳，可以使用“旋转平移”毫不费力地打开，通过电机驱动，旋转两个移位轴的设计可以简化系统的维护和升级过程，同时最大限度地减少停机时间，这也是 IBM Q 适用于可靠商业用途的一个创新。

另外，IBM Q 还有一系列独立的铝和钢统一框架，以及解耦系统的低温恒温器，用于控制电子设备和外壳，有助于避免潜在的振动干扰，导致“相位抖动”和量子退相干。

IBM 的通用量子计算系统旨在使集成更加容易，以便应用于实际业务问题。IBM 想要解决的最大问题是采用模块化方式升级量子系统。它的定制组件包括：

• 硬件设计足够稳定，提供可预测的量子比特。

• 低温工程使量子计算系统保持冷却。

• 用于大规模控制量子位的电子设备。

• 用于量子计算固件处理升级和停机时间。

量子计算仍处于早期发展阶段，但 IBM Q 量子计算中心通过业务和科学家的努力探索更多实际应用。IBM Q System One 最大的意义，可能是作为量子计算规模化的早期模板。

英国苏塞克斯大学量子技术教授 Winfried Hensinger 评价道：“Q System One 更像是一块垫脚石，而不是实用的量子计算机。“我不会把它当作一个突破，但这确实是实现量子计算商业化的关键步骤**。”

IBM 于 2016 年 5 月推出了 Q 体验（Q Experience），量子系统访客已有 100,000 多人，并撰写了 130 多篇第三方研究论文。IBM 的 Q Network 是一个商业和科学应用平台，合作成员最近又增加了阿贡国家实验室、CERN、埃克森美孚、费米实验室和劳伦斯伯克利国家实验室。

Sutor 表示，Q Network 和 Q Quantum Computational Center 代表了 IBM 进行量子计算商业化更为正式的计划。例如，摩根大通（JP Morgan Chase）和戴姆勒（Daimler）等公司直接与 IBM 科学家就缩放算法等问题进行合作。

国内量子计算进展

IBM 已经率先放出量子计算机，使得量子计算这一赛道又增添了几分紧张感。自 2018 年开始，国内量子计算的研究也开始逐渐步入正轨。

2018 年，达摩院在云栖大会宣布着手超导量子芯片和量子计算系统的研发，使阿里巴巴成为继 IBM、微软、谷歌和英特尔之后，全球第五家启动量子硬件研发项目的大型科技企业。

2018 年 3 月，百度宣布成立量子计算研究所，开展量子计算软件和信息技术应用业务研究，并计划在五年内组建世界一流的量子计算研究所，逐步将量子计算融入到业务中。

同样在 2018 年，华为在全联接大会期间正式发布量子计算模拟器 HiQ 云服务平台，包括量子计算模拟云服务以及量子编程框架。

在量子计算逐渐成为现实的道路上，我们也十分期待能够看到中国队的身影，希望国内企业能在不久的将来传来好消息。

参考链接：

https://www.zdnet.com/article/ibm-at-ces-2019-outlines-q-system-one-quantum-computer/

https://www.theverge.com/2019/1/8/18171732/ibm-quantum-computer-20-qubit-q-system-one-ces-2019