IBM將其量子計(jì)算機(jī)的性能提高了一倍

與去年的型號(hào)相比，IBM將其量子計(jì)算機(jī)的性能提高了一倍。目前，除了IBM之外，國(guó)際上許多科技巨頭已經(jīng)在實(shí)用量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域進(jìn)行探索，比如英特爾、谷歌和微軟等。

當(dāng)然，這種能給社會(huì)帶來(lái)革命性變化的計(jì)算機(jī)仍處于技術(shù)發(fā)展的早期階段。

量子計(jì)算機(jī)的基本數(shù)據(jù)處理單位叫做量子位（Qubit），量子位越多越好。不過(guò)，它們對(duì)外部環(huán)境的要求非常挑剔，比如熱量的變化很容易擾亂他們，從而破壞量子計(jì)算的結(jié)果。

為了更好地測(cè)量性能，IBM創(chuàng)建了一個(gè)名為“量子量”的測(cè)試，旨在反映一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)有多少量子位以及它們實(shí)際完成了多少工作。

2019年，IBM的量子數(shù)量達(dá)到32個(gè)。今年，它達(dá)到了64個(gè)，這種指數(shù)級(jí)的進(jìn)步對(duì)于量子計(jì)算機(jī)成為真正的實(shí)用或者商用計(jì)算機(jī)非常重要。

量子計(jì)算不會(huì)取代計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、智能手表和智能手機(jī)等經(jīng)典設(shè)計(jì)或者產(chǎn)品。但是，它能夠解決現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)完全無(wú)法解決的問(wèn)題，比如它可以促進(jìn)新材料、藥物和化肥制造等化學(xué)分子層面的發(fā)展；它可以讓車隊(duì)更快地遞送包裹；它還能更高效率的進(jìn)行投資組合。

這項(xiàng)技術(shù)如此重要，以至于IBM、谷歌、英特爾和微軟等科技巨頭數(shù)年來(lái)紛紛投入重資，而且美國(guó)也出現(xiàn)了一大批致力于發(fā)展量子計(jì)算的初創(chuàng)公司。不過(guò)，現(xiàn)在還處于早期階段，IBM是量子計(jì)算機(jī)市場(chǎng)上的領(lǐng)導(dǎo)者，目前運(yùn)行的量子計(jì)算機(jī)只有22臺(tái)，而5月份的時(shí)候只有18臺(tái)。

量子計(jì)算的競(jìng)賽已經(jīng)開(kāi)啟

今年早些時(shí)候，想加入量子計(jì)算競(jìng)賽的高科技企業(yè)霍尼韋爾（Honeywell）表示，其量子位數(shù)量超過(guò)了IBM，達(dá)到了里程碑式的64。這一舉動(dòng)表明傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)正在量子計(jì)算領(lǐng)域發(fā)揮作用。目前，這些企業(yè)正在進(jìn)行一場(chǎng)制造運(yùn)行速度最快的量子計(jì)算機(jī)的競(jìng)賽。

量子計(jì)算的競(jìng)爭(zhēng)與業(yè)內(nèi)大多數(shù)競(jìng)爭(zhēng)不同之處在于，競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手采取了截然不同的方式。這個(gè)場(chǎng)景這就像一匹馬、一輛汽車、一架飛機(jī)、一輛自行車在進(jìn)行比賽。

和谷歌的量子計(jì)算機(jī)一樣，IBM的新產(chǎn)品采用的設(shè)計(jì)是將超級(jí)計(jì)算量子位冷卻到絕對(duì)零度以上幾分之一的溫度——比太空還要冷。霍尼韋爾的量子位元以不同的方式包裝在一個(gè)“陷阱”中，其中包含被稱為離子的帶電粒子。

英特爾的想法還不成熟，它利用電子作為量子位，利用一種叫做自旋的量子力學(xué)特性。

微軟希望通過(guò)一種叫做拓?fù)淞孔游坏姆椒▉?lái)避免量子位的缺陷。

不過(guò)，它們都需要量子位。普通計(jì)算機(jī)位元可以處于零或一兩種狀態(tài)中的一種，而量子位元可以通過(guò)一種叫做疊加的量子物理現(xiàn)象來(lái)記錄這兩種狀態(tài)的組合。

將更多量子位塞入芯片

將更多的量子位置入芯片并保持它們的穩(wěn)定是量子計(jì)算成功的關(guān)鍵。

但是，現(xiàn)階段的量子計(jì)算機(jī)芯片上還沒(méi)有很多量子位。在IBM的獵鷹量子計(jì)算芯片上只有27個(gè)量子位。

“IBM正在改進(jìn)其擁有53量子位的蜂鳥(niǎo)系統(tǒng)。”IBM達(dá)到64量子位數(shù)量的論文合著者、IBM量子副總裁Jay Gambetta說(shuō)道。

英特爾量子計(jì)算硬件主管Jim Clarke在本周的芯片處理器會(huì)議上說(shuō)，英特爾在2018年的處理器上嘗試了IBM的超導(dǎo)方法。他說(shuō)，這種芯片與傳統(tǒng)服務(wù)器芯片一樣大，這使得它很昂貴。英特爾之所以采用自旋量子位，是因?yàn)榭梢詫⒏嗟牧孔游蝗胄酒小?/p>

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