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Nature重磅| IBM再放大招!量子計算今年實作商業通用!

Nature重磅| IBM再放大招!量子計算今年實作商業通用!

隻要努力,就會實作。ibm公司在3月6日宣布,計劃在年内推出世界上第一份商業“通用”量子計算服務。這個系統叫做ibm q,它将通過網際網路收費通路。

ibm q不會超越傳統的計算機,至少目前還沒有。 但公司表示,該系統将是發展未來“量子機”市場的關鍵,它可以處理傳統電腦無法處理的複雜計算。 雲服務是最近比較熱門的“建立有用的量子計算機”這場戰役的戰利品。

該項目建立在ibm圍繞現有雲計算服務開發的專有技術quantum experience的基礎上,任何人都可以免費通路它。 該系統在2016年5月上線,最近對使用者界面進行了更新。 “上線十個月,目前已經教會了我們很多東西。”紐約yorktown heights的ibm研究中心上司量子計算實驗室的實體學家jerry chow說。 它為世界各地的研究人員提供了一種方法練習建立量子算法,而無需通路自己的量子計算機。 ibm的總體戰略是圍繞其技術建構“社群和生态系統”,chow說。

ibm對ibm q上線的具體時間守口如瓶,隻宣稱會盡快上線。也沒有公開系統到底有多強大,或者通路成本是多少。 該公司聲稱已經排好了第一批客戶,但是不會對他們差別對待,隻說幾個商業合作夥伴将在ibm q上開發和測試自己的應用程式。

量子競争

量子計算機利用亞原子實體學的反直覺特性,其中稱為量子位(quantum bits)或量子位的資訊位(qubits)可以同時承擔多個狀态,而不是簡單地表示0或1,如經典計算中的位(bits)。 從20世紀90年代開始,理論實體學家(包括ibm的一些人)已經開發了基于量子比特的算法,理論上可以以比傳統計算機更快的速度執行某些任務。 

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但在實踐中,在所謂的“通用量子計算機”,獲得足夠的量子位協同運作任何這樣的算法,已經被證明是極具挑戰性的。有兩種技術已經成為處理量子位的先驅。 一個使用電場和磁場在真空中捕獲單個離子; 另一個将量子比特納入恒定在高于絕對零度以上幾度的微觀超導電路中。 ibm更笃定後一種方法。

近年來,谷歌也加入了這一行列,谷歌在加利福尼亞的聖巴巴拉建立了一個超導量子比特實驗室。 谷歌,ibm和其他一些公司和學術實驗室已經宣布,設計了“搭建超越傳統電腦的機器”的規劃圖。 但是這些機器需要運作大約50個量子位。 目前可達大約20個量子位,幾乎還不足用作簡單的計算。

實際問題

是以當ibm推出quantum experience,它可以運作在五個超導量子位上,許多人不以為意。 實體學家克裡斯托弗·門羅(christopher monroe)在馬裡蘭大學帕克分校(university of maryland)經營一個離子阱實驗室,他說:“很多人把它看成是一個宣傳的噱頭。 但我認為這有着不同尋常的意義。”

即使它不是目前最先進的機器,ibm也不得不克服許多挑戰,使得quantum experience能真正上線,使它可用于研究人員而不一定是實體學家,即便從來沒有在量子計算機上工作過。 這包括建立了一個無需實體學家持續監測的系統。 “把機器放在雲上明顯是要做的事情,”monroe說。 “但是,要使系統達到這個水準需要大量的工作。

通路量子體驗或ibm q等系統也意味着世界各地的研究人員可以開始緻力于量子程式設計的獨特挑戰。 這與正常編碼非常不同,并且需要程式員了解和适應實體量子位的限制。 原則上,五位量子機很容易模拟傳統計算機,甚至是筆記本電腦的使用方式,monroe說。 但應用真正的量子位不是那麼簡單。

“真正的挑戰是,你是否可以使你的算法在真還不算完備的硬體上運作,”麻省理工學院的實體學家isaac chuang說。

chow說,ibm q将比quantum experience有更多的量子位,但該公司還沒說到底能提供多少位的。

量子雲的時代

迄今為止,quantum experience吸引了來自100多個國家的約40,000名使用者。 例如,chuang在去年年底線上教授的研究所學生級别的課程,量子計算,以便學生可以真實的量子計算機上練習程式設計。

該系統的使用者已經進行了275,000次實驗,并發表了約15篇研究論文。 其中一個由monroe及其合作者上司的團隊将ibm的超導機器的性能與monroe實驗室的五量子的離子阱機器的性能進行了比較。 公司的量子雲服務更快,但monroe的機器更精确。 

monroe共同創辦了一家名為ionq的初創公司,期望推出基于雲的離子阱量子服務,但他并不關注具體時間。谷歌公司在聖巴巴拉的量子計算實驗室負責人john martinis說,谷歌計劃用自己的超導量子計算機做同樣的事情,但隻有在它搭建了能運作的50量子位計算機之後。

與此同時,d-wave是一家總部位于加拿大學拿比的公司,自2010年以來一直在雲上開展量子計算服務。“我們的戰略核心是真正适應雲通路模式,”這些系統的進階副總裁jeremy hilton說。 但d-wave的機器不是“通用”計算機,隻能運作一定範圍内的量子算法。 然而,有幾個研究小組已經将其用于他們的項目。

原文釋出時間為:2017-03-07

本文來自雲栖社群合作夥伴“大資料文摘”,了解相關資訊可以關注“bigdatadigest”微信公衆号

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