CES 2019：IBM展示的量子計算機有什么特別之處？

在2019年度國際消費電子展(CES)上，IBM展示了其最新的量子計算機IBM Q System One的模型。評論認為，這個量子計算機坐落在2.3米高的玻璃框架內(nèi)，看起來就像是一件藝術(shù)品。盡管看起來很精致，但它仍然是一個實驗性的設(shè)備。

IBM宣稱Q System One是“世界上第一個為科學和商業(yè)用途而設(shè)計的完全集成的通用量子計算系統(tǒng)”，但這是一個值得商榷的描述。Q System One可能是被設(shè)計用于商業(yè)用途的，但它還沒有完全準備好。不是你想象中的那種量子計算機。像Q System One這樣的量子計算機仍然基本上是一個實驗性設(shè)備。在實用性任務(wù)中，它們的表現(xiàn)無法超越經(jīng)典計算機(事實上，在現(xiàn)實生活中的實用計算中，你的筆記本電腦可能更強大)，取而代之的是，它們是研究工具。讓我們來看看量子設(shè)備究竟是如何工作的。

英國蘇塞克斯大學量子技術(shù)教授Winfried Hensinger表示，“它更像是一塊墊腳石，而不是實用的量子計算機。不要把它看成是那種’可以解決量子計算所知的所有問題’的量子計算機，但可以它想象成一個原型機，讓你可以測試并進一步開發(fā)一些將來可能有用的程序。”

即使作為一個實驗設(shè)備，IBM也不打算在Best Buy(百思買)開始銷售Q System One。該公司沒有透露購買這些機器的成本，甚至沒有透露其生產(chǎn)數(shù)量。

與IBM的其他量子計算機一樣，用戶只能通過云端訪問，公司和研究機構(gòu)可以在IBM Q Network上購買使用時間。IBM還宣布了兩個新客戶：能源巨頭ExxonMobil(埃克森美孚)，以及制造出大型強子對撞機的歐洲研究實驗室CERN(歐洲原子核研究中心)。

說到量子計算，我們必須知道量子位，或者說量子比特，這些是量子計算機所使用的基本信息單位。不像常規(guī)比特將數(shù)據(jù)存儲為1或0，量子比特充分利用了名為疊加的量子現(xiàn)象。這意味著它們實際上同時以1和0存在。這種計算的優(yōu)勢在于，它可以成倍地增加你可以處理的信息量。能夠作為1或0存在的一對量子比特可以體現(xiàn)四種可能的狀態(tài)。三個量子比特可以體現(xiàn)八種狀態(tài)。300個量子比特可以體現(xiàn)的狀態(tài)比整個宇宙中的原子總數(shù)還多。

那么Q System One有什么特別之處呢?

IBM表示，主要的成就是將一種實驗量子機器變成了可靠性(和外觀)更接近大型計算機的系統(tǒng)。量子計算極其復(fù)雜精妙。芯片需要保持在凍結(jié)溫度，并且易受微小的電流波動或物理振動所干擾。IBM表示，Q System One可以將這些問題最小化。

“這是IBM為市場帶來的技術(shù)，其他人沒有真正這么做。我們知道如何做集成系統(tǒng)。”IBM的量子研究副總裁Bob Sutor表示，“量子計算機的電子產(chǎn)品不是可以現(xiàn)成買到的。你需要一個溫度控制環(huán)境，需要盡量減少振動，盡量減少可能干擾量子計算的任何因素。”

Sutor表示，像Q System One這樣的機器的一個實際優(yōu)勢是它減少了研究中的停止運行期。在一次電源激增引起的混亂或技術(shù)人員的不滿情緒后，重新設(shè)置一個量子計算機，在像Q System One這樣的設(shè)備上要快得多。Sutor說：“過去需要幾天或幾周的時間，現(xiàn)在只需要一小時或幾天。”雖然這些聽起來像是邊際收益，但如果我們能借助量子計算機來以我們所夢想的方式改變世界(例如發(fā)現(xiàn)新的藥物、發(fā)掘核聚變能量)，可靠的研究絕對是關(guān)鍵。

也許同樣重要的是，Q System One看起來是其中的一部分。這臺機器是由Map Project Office設(shè)計，該公司是一家工業(yè)設(shè)計咨詢公司，曾與Sonos、本田和Graphcore等公司合作過。Q System One被裝在一個9英尺高的硼硅玻璃立方體中，精致的內(nèi)部結(jié)構(gòu)裹以一層閃亮的圓形黑色外殼。這讓人聯(lián)想起蘋果2013年版的Mac Pro和電影《2001年：太空漫游》中的Monolith。它看起來像是來自未來的計算機。

對于IBM來說，這不僅僅是一個附加好處，而是計劃的一部分。這家擁有107年歷史的公司可能仍會在每個季度獲得數(shù)十億美元的收入(主要來自傳統(tǒng)的企業(yè)交易)，但它面臨著一些分析師所說的“不可逆轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)性衰退”。“在科技行業(yè)最新的增長領(lǐng)域：移動和云計算均未能取得領(lǐng)先地位，而且它需要新的收入來源來度過第二個世紀。人工智能是一個賭注，量子計算是另一個。”

Sutor指出，Q System One應(yīng)該激發(fā)人們的信心——無論是在量子計算領(lǐng)域還是在IBM本身。“當人們看到量子計算系統(tǒng)的時候，他們的眼睛就會發(fā)光，這是由于他們明白，這種傳聞中或者太過未來色彩的系統(tǒng)現(xiàn)在終于開始生產(chǎn)出來了。他們看到這種系統(tǒng)后可以說‘啊，IBM看到了前方的道路!’”

像Q System One這樣的機器在這些術(shù)語上仍然有用，讓人們得以一瞥未來。但是我們需要記住的是：還有很多工作要做。Hensinger表示，“我不認為這是一個突破，但這是實現(xiàn)量子計算邁向商業(yè)化的重要一步。”