IBM推量子計算機中看不中用,中科院亮殺手鐗,想低調實力不允許

2019年1月8日,在“賭城”拉斯維加斯,IBM把一件壓箱底的東西搬了出來。IBM宣佈推出IBM Q System One,號稱世界首個專為科學和商業用途設計的集成通用近似量子計算系統。搭乘這一系統的量子計算機是IBM Q,號稱是目前全球唯一的獨立商用量子計算機。

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IBM Q像是蘋果公司推出的Mac Pro“垃圾桶”,高2.74米,寬2.74米,有一個15釐米厚的硼硅酸鹽玻璃外殼,可以通過電機驅動把它打開,方便進行維護。

別看量子計算機體積極大,內部大部分空間是被冷卻裝置所佔據。

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因為量子計算機的核心必須在極低的溫度下運行,到底有多低呢?與絕對零度相差還不到一度,比液氦的溫度還要冷,光是製冷就需要花幾天時間。

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這和PC玩家用液氮冷卻CPU完全不同,冷卻量子計算機“CPU”並不是因為其發熱量大,而是因為只有溫度足夠低,內部超導體組件才能正常工作。

量子計算機商用的瓶頸主要也是在這裡。

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所以,The Verge毫不留情地指出:像Q System One這樣的量子計算系統仍然是實驗性的。在涉及到現實生活的計算時,你的筆記本電腦可能更強大。IBM只是在自己的實驗設備外面加了一個華麗的外殼而已。

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而與此同時,我們中國科學院則傳來了一則重磅消息:世界上第一臺超越早期經典記算機的光量子計算機誕生。這個“世界首臺”是貨真價實的“中國造”,屬中國科學技術大學潘建偉教授及其研究組攻關突破的成果。

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在光量子計算取得突破性進展的同時,中國科學技術大學潘建偉研究團隊在基於超導線路體系的量子計算研究領域也取得重大成果,打破了此前谷歌、美國航天航空局等實現的9個超導量子比特的高精度操縱。


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延伸閱讀

我們知道目前已知的物質、或者說已知的自然界有的、最冷的也就是液氦,臨界溫度-267.8℃,我們要講的這個冷,還在液氦的一萬倍以下,就是在10 -4K往下開始,它有趣的地方在哪?


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當在這個溫度往下開始,這個原子就不能再考慮它是一個原子,而是必須得考慮它的波動的性質了,繼續往下冷,就可以冷到一個科學界或者說原子界的里程碑——玻色·愛因斯坦凝聚。


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隨著原子運動速度越來越慢,它越來越冷,慢慢展現出它波動的性質出來,形象地比喻來說就是這個原子變得越來越胖,當它本身的波長和它的距離可以比擬的時候,就變成了你中有我,我中有你,所有的原子變成了一個量子態。

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為什麼要用冷原子?當原子進入到玻色·愛因斯坦凝聚之後,就可以對這個原子進行單獨的操控,因為原子比電子大了1000倍,所以可以把它放到跟電子一樣的環境下,看它到底是怎麼運動的。這種情況下才能夠使得原子它在格點上的行為能夠跟電子一模一樣。所以就是說它可以利用原子做一個最簡的可控模型,使計算能力得到重大的突破,當我們能夠操縱比如說50個原子的時候,現在就已經能超越神威太湖之光的計算能力了。


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現在講起來最能直接應用的就是目前的這個高溫超導技術,我們希望通過用冷原子來理解高溫超導機制,反過來再建議怎麼調整能夠實現比如說室溫下超導。以解決計算機體積大,內部大部份空間被冷卻裝置所佔據的弊端,而我們國家在高溫超導領域一直走在世界的前列。可以說我們才是讓量子計算機大規模商用最有潛力的國家。


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