IBM再次超越谷歌：研制出50量子位計算機原型機

在量子計算機領域里，谷歌一直被視為“領頭羊”。此前，谷歌已制造出 9 量子比特的機器，并計劃今年增加至 49 量子比特，實現“量子霸權”（quantum supremacy）。但現在，IBM 率先完成了這項成就。

IBM 研制出 50 量子比特原型機

當地時間 11 月 10 日，在美國電氣和電子工程師協會（IEEE）的工業峰會上，IBM 對外宣布，公司已經成功研發 20 位量子比特的量子計算機，可在年底向付費客戶開放。更值得一提的是，IBM 還成功開發出了一臺 50 位量子比特的原型機，可為今后 IBM Q 系統奠定基礎。

IBM 在官方博客中寫道，基于 20 量子比特量子計算機的相干時間（Coherence time，相干時間，就是信道保持恒定的最大時間差范圍）翻倍，由之前的 50 微秒到達現在平均相干時間 90 微秒。而且這臺量子計算計的設計具有可擴展性：基于 50 個量子比特的量子計算機也有相似的表現。

IBM20 和 50 量子比特陣列

擁有 50 量子比特的計算機，在計算機科學史上絕對可以成為一個重要里程碑。該領域的研究人員將這一里程碑稱為是“量子霸權”，它可以實施常見超級計算機所不能完成的任務。

IBM 人工智能和 IBM Q 研究副總裁達里·奧吉爾（Dario Gil）表示，量子位數量增加只是一個方面。你處理的量子位越多，量子位之間的交互就會越復雜，因為量子具有相互糾纏的屬性。如果你有更多的量子位，但它們相互聯系時有很高的錯誤率，那么它們不見得比錯誤率較低的 5 量子位機器來得強大。

另一個要關注的問題是，在處理量子狀態時，它們在一種名為相干性（coherence）的過程中往往存在一段很短的時間。這意味著，量子位回到 0 和 1 經典的計算狀態之前，研究員只有一個短暫的時間窗口。在上個世紀 90 年代末期，研究人員只有短短幾納秒的時間可以關注相干性。即使在去年，IBM 也只能為 5 量子位機器獲得 47 微秒和 50 微秒的相干性時間。這次 IBM 公布的相干時間在 90 微秒左右，是一次巨大的飛躍。

除了量子計算機外，IBM 在軟件上也有建樹。其開發的 QISKit ，是量子信息軟件處理工具包，可用于幫助研究社區最大限度利用量子計算系統的核心。IBM 稱，這是包括基于 Python 語言的建立、操控、顯示和研究量子比特的工具，表征量子比特的工具，批量處理任務工具和一個可將所需實驗編譯到真實硬件的編譯工具。

自去年 IBM 推出 5 量子位的先進計算機以來，IBM 在量子計算機領域一路高歌猛進。今年 3 月份，IBM 就曾對外宣布，今年要推出全球第一個商業化量子計算云服務：IBM Q。這也是全球第一個收費的量子計算云服務系統。

量子計算機和傳統計算機之間的區別

相比傳統計算機，量子計算機的最大區別在于：傳統計算機只能按照時間順序一個個地解決問題，而量子計算機卻可以同時解決多個問題。傳統計算機使用的運算規則是二進制，用 0 和 1 記錄信息狀態。但量子計算機由量子狀態來描述信息，根據量子的特性它可以同時表示多種狀態，并同時進行疊加運算，因而擁有更快速的運算方式。

由于量子計算機處理能力比當前傳統超級計算機高幾個數量級。因此，許多人認為，量子計算機將完成以前被認為是不可能完成的任務，例如模擬化學催化劑、建立超級復雜系統的模型、破解加密密碼等。但迄今為止，這些公司開發的量子計算機處理能力不夠強大或不夠精確，在運行大多數任務時不足以超過傳統計算機。

來自: 澎湃新聞