1月9日，在2019年度国际消费电子展（CES）上，IBM发布了首个用于商业用途的量子计算机系统，该系统将允许客户在互联网上进行量子计算。虽然这款设备的性能还没有超过传统计算机，但它的时尚的设计和简洁的名字——
IBM Q System One（IBM量子系统1代）——确实让人觉得它就像是直接从科幻电影里走出来的。
本次CES所展示的的Q System One模型外表呈立方体形状，外部为半英寸厚的玻璃外壳，每侧约宽7.5英尺（约2.3米），由于没有安装遮蔽组件和保护壳，可观察到内部量子计算系统的各种冷却、电源系统和控制模块。同时因其内部复杂的散热管线和电子管，被媒体形容为"蒸汽朋克式吊灯"。
该量子计算机的外观造型由工业设计公司Map ProjectOffice和环球设计工作室Universal design Studio合作构想。Map Project Office曾与Sonos、本田和卡诺等世界知名公司合作，而环球设计工作室是一家总部位于伦敦的建筑和室内设计公司。这个玻璃立方体由总部位于米兰的制造商Goppion负责打造，该公司曾为卢浮宫的《蒙娜丽莎》、伦敦塔(Tower of London)的皇冠珠宝等作品设计过高端展示柜。
因此，说这台量子计算机看起来像一件艺术品也就不足为奇了。
Q System One的玻璃外壳允许IBM严格控制设备内部温度。这对量子芯片至关重要，量子芯片必须保持在10毫开左右或略高于绝对零度的温度，以用于测量电路上的电子。任何温度上的意外变化都会使系统失效，因此IBM采用此设计可减少量子计算机运行时出现错误的可能。
量子计算是近年来科技行业最火的话题之一。量子计算机以量子力学原理为基础，与经典计算机完全不同。在经典计算中，信息以比特（bit）形式存储，每个比特在特定时刻只有0或1一个状态。而量子计算中，信息以量子比特（qubit）存储，量子比特是0和1的叠加态，既可以是0，也可以是1，就好比一枚旋转中的硬币，可以对外呈现正反两面。
这使一个量子比特可以完成两个比特才能完成的并行运算。两个量子位元有4种可能的状态，三个量子位元有8种状态，150个量子位元的状态将比地球上所有的原子还要多。当系统中有N个量子比特时，其所能包含的信息将呈指数级增长。量子比特还能在远距离相互感知，这种所谓“量子纠缠” 的现象能够帮助计算机快速找到正确答案。
量子纠缠
2012年，美国加州理工学院量子理论学家约翰·普雷斯基尔（John Preskill）曾提出“量子霸权”（Quantum Supremacy）概念，认为当人类可以操控超过50个量子比特时，量子计算机的计算能力就能超越目前最好的经典计算机。分析指出，量子计算具有转变行业价值链的巨大潜力，可以通过解决传统计算器无能为力的超级复杂问题，改变整个行业的面貌。量子计算机可在一些特定功能上取得上亿倍性能提升。超高速的运行能力，使得量子计算机在人工智能、分子模拟、金融建模等领域有着广阔应用前景。
在计算能力上，IBM表示IBM Q System One包含第四代的20个量子比特计算单元，尚不及谷歌于去年发布的72个量子比特，但IBM称，对于该量子计算机，他们更重视整体可靠性，并减少由于量子的相干性导致的“退相干”（decoherence）效应而出现的运算错误。
谷歌去年公布的量子计算机，包含了72个量子比特
IBM量子生态系统与策略副总裁鲍勃·苏特尔(Bob Sutor)说：“IBM在Yorktown Heights有一个完全可操作的系统原型，其已经在进行实验可以肯定地说，这是我们有史以来建造的运行最好的量子计算机，无论从哪个角度看都是如此。”
Q System One是量子计算的一个小小的里程碑，但意义重大。不过，量子计算对我们的生活产生可见影响还需要很多年。苏托尔指出：“事实上量子计算是一门新学科，需要更多科学和技术创新来推动进步。作为一名数学家，我知道科学突破是不可能按需实现的。”
中国科普网综合报道
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