雷鋒網(wǎng)消息，全球的科技巨頭都在量子計算上投入了大量資源。值得關注的是，在2019 CES上，IBM宣布推出IBM Q System One，該系統(tǒng)是世界上首個專為科學和商業(yè)用途設計的集成通用近似量子計算系統(tǒng)。此外，IBM還計劃于2019年在紐約Poughkeepsie開設首個IBM Q 量子計算中心。

IBM Q系統(tǒng)的目標是解決當前經(jīng)典系統(tǒng)無法處理的被認為是過于復雜的問題，幫助開發(fā)者構建量子計算機與常規(guī)架構計算機之間的接口。量子計算的未來應用包括尋找新的方法模擬金融數(shù)據(jù)，隔離關鍵的風險因素以進行更好的投資，或者找到跨系統(tǒng)的最佳路徑，以實現(xiàn)超高效的物流和優(yōu)化交付的運營。

IBM Q的用途

IBM Q由IBM科學家，系統(tǒng)工程師和工業(yè)設計師設計，具有精密，模塊化和緊湊的設計，在穩(wěn)定性、可靠性方面進行了優(yōu)化。IBM Q使通用近似超導量子計算機能夠走出實驗室，這可能是有史以來第一次。

就像經(jīng)典計算機將多個組件組合成一個優(yōu)化的協(xié)同集成架構一樣，IBM正在使用第一個集成的通用量子計算系統(tǒng)將相同的方法應用于量子計算。 IBM Q由許多自定義組件組成，這些組件協(xié)同工作，可用作最先進的基于云的量子計算程序，包括：

• 量子硬件設計穩(wěn)定，自動校準，可提供可重復且可預測的高質量量子比特;

• 低溫管理，提供連續(xù)冷和孤立的量子環(huán)境;

• 緊湊型高精度電子元件，可嚴格控制大量量子比特;

• 量子固件，用于管理系統(tǒng)運行狀況并啟用系統(tǒng)升級，無需用戶停機;

• 經(jīng)典計算，提供安全的云訪問和量子算法的混合執(zhí)行。

  
  

IBM Q 如何設計？

IBM組建了世界一流的工業(yè)設計師、架構師和制造團隊，與IBM Research科學家和系統(tǒng)工程師一起設計IBM Q，具體包括英國工業(yè)和室內設計工作室Map Project Office和Universal Design Studio，以及Goppion。

IBM與這些合作者共同設計了第一個量子系統(tǒng)，將數(shù)千個組件整合到一個專為商業(yè)用途而構建的玻璃氣密環(huán)境中，這是商用量子計算機發(fā)展的一個里程碑。

IBM Q旨在解決量子計算最具挑戰(zhàn)性問題之一：持續(xù)保持用于執(zhí)行量子計算的量子位的質量。量子比特強大但又脆弱，通常在100微秒內（對于最先進的超導量子比特）就會失去其特殊的量子特性，部分原因在于互連機械的振動，溫度波動和電磁波的環(huán)境噪聲。防止這種干擾是量子計算機及其組件需要考慮的問題。

IBM Q的設計包括一個外形尺寸高2.74米（9英尺），寬2.74米（9英尺），厚1.27厘米（半英寸）的硼硅酸鹽玻璃外殼，形成一個密封外殼，可以使用“旋轉平移”毫不費力地打開，通過電機驅動，旋轉兩個移位軸的設計用于簡化系統(tǒng)的維護和升級過程，同時最大限度地減少停機時間，這也是IBM Q適用于可靠商業(yè)用途的一個創(chuàng)新。

另外，還有一系列獨立的鋁和鋼統(tǒng)一框架，也有解耦系統(tǒng)的低溫恒溫器，控制電子設備和外殼，有助于避免潛在的振動干擾，導致“相位抖動”和量子比特退相干。 

IBM Q量子計算中心

IBM將與今年晚些時候在紐約Poughkeepsie開設的IBM Q Quantum計算中心擴展IBM Q Network商業(yè)量子計算計劃，這個計劃已包括位于紐約約克鎮(zhèn)的Thomas J. Watson研究中心的系統(tǒng)。新中心將容納部分世界上最先進的基于云的量子計算系統(tǒng)，IBM Q Network的成員可以訪問這些系統(tǒng)，這是一個由全球財富500公司、初創(chuàng)公司、學術機構和國家研究實驗室組成的全球社區(qū)。

IBM Poughkeepsie在計算領域的歷史可以追溯到20世紀50年代，IBM的第一批商用計算機IBM 700系列，還有20世紀60年代的IBM System / 360，通過改變企業(yè)對計算機的看法，徹底改變了世界。現(xiàn)在，IBM Poughkeepsie定位為世界上為數(shù)不多具備量子計算能力的計算中心。

“IBM Q System One是量子計算商業(yè)化的重要一步，”混合云高級副總裁兼IBM研發(fā)總監(jiān)Arvind Krishna表示?！爱斘覀冎铝τ陂_發(fā)商業(yè)和科學的實用量子應用時，這個新系統(tǒng)對擴展量子計算走出研究實驗室研究至關重要?！?/p>

新系統(tǒng)標志著IBM Q的下一次發(fā)展，IBM表示這是業(yè)界首次通過基于云的IBM Q體驗將人們帶入可編程通用量子計算，以及商業(yè)和科學應用的商業(yè)IBM Q Network平臺。雷鋒網(wǎng)了解，自2016年5月，公開免費的IBM Q Experience一直在運營，已經(jīng)擁有超過十萬名用戶，他們已經(jīng)進行了超過670萬次實驗并發(fā)布了130多份第三方研究論文。IBM Q Network包括最近新增的阿貢國家實驗室，歐洲核子研究中心，埃克森美孚，費米實驗室和勞倫斯伯克利國家實驗室。

BATH的量子計算進展

在國外，谷歌和英特爾也積極研究量子計算，當然國內的科技巨頭們也不甘落后。2015年阿里就開始布局量子計算，與中科院成立聯(lián)合實驗室，開展量子信息科學領域的前瞻性研究。去年5月，達摩院量子實驗室推出世界最強量子模擬器“太章”?！?018云棲大會上，達摩院宣布著手超導量子芯片和量子計算系統(tǒng)的研發(fā)，使阿里巴巴成為繼IBM、微軟、谷歌和英特爾之后，全球第五家啟動量子硬件研發(fā)項目的大型科技企業(yè)。

騰訊在2017年12月的TSAIC大會上，香港中文大學計算機系任副教授張勝譽正式以騰訊量子實驗室負責人、杰出科學家的身份現(xiàn)身并發(fā)表演講，這也是騰訊量子實驗室的首度對外亮相。

2018年3月，百度宣布成立量子計算研究所，開展量子計算軟件和信息技術應用業(yè)務研究，百度計劃在五年內組建世界一流的量子計算研究所，并逐步將量子計算融入到業(yè)務中。

華為也在2018年華為全聯(lián)接大會期間正式發(fā)布量子計算模擬器HiQ云服務平臺，包括量子計算模擬云服務以及量子編程框架。

量子計算的競爭正在加速，那么量子計算到底會帶來怎樣的革新？

雷鋒網(wǎng)

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