科技史劃時代事件!IBM發佈世界首臺可在實驗室外運行的量子計算機

科技史划时代事件!IBM发布世界首台可在实验室外运行的量子计算机

IBM最近推出了它的System One量子計算機。這個模型外形奇異,看起來甚至不像一臺計算機,而是一些概念藝術系列的盤子,由釣魚線懸吊在空中。

它不是該公司生產的最大或功能最強的電腦。但IBM認為,它將在50年後被送進博物館,對於這個說法很難有人不同意。

IBM的CTO、量子計算的Bob Wisnieff解釋了他開發和構建System One時的感覺。不過,IBM並未透露該款量子計算機的成本。

他表示,最初的想法是向我們展示IBM可以建立一個完全不僅僅存在於實驗室的可靠的、運行正常的量子計算機。

IBM的System One是獨一無二的。它不需要連接到實驗室內部的巨大冷卻系統(它有自己的冷卻系統,就像主機或PC機一樣)。

它不需要物理學家每次想用它做點什麼的時候都在機房裡鑽來鑽去。

事實上,IBM Q Network組織現在就可以在其上編程和運行代碼。

在本月早些時候的CES科技展上,IBM公開展示了這個Q System One的複製品。真正的System One於去年11月完成,位於IBM位於紐約約克敦高地的辦公室。這臺機器代表著量子計算成為商業現實的一大步,在此之前,IBM已經在計算概念上苦幹了幾十年。

創建一個功能齊全的系統使量子計算機更可靠,更容易升級。

除了這些實際用途,這些計算機還有潛力創造出更有效的抗生素,幫助科學家更好地理解化學和自然,並改善電網的運行方式。

這種機器可以為企業和科學家提供處理經典計算機無法消化的極其複雜的計算的能力。

但除了這些炒作之外,要證明量子計算機能夠勝任這項任務,還有許多年的工作要做。

另外,下一個突破也可能是由一種不同類型的計算機帶來的,而不是量子計算機。

“這是一大步,但這只是1000英里旅程中的一步。”

弗雷斯特研究公司(Forrester)專注於量子計算機的分析師布賴恩·霍普金斯(Brian Hopkins)在談到新的Q System One時說。

超級“寒冷”的計算機

在傳統計算機中,數據是通過處理0和1的位來處理的。在量子計算中,用量子位代替。這些量子位具有更復雜的性質,使它們可以同時變成0或1的組合,並相互作用。

每增加一個量子位,量子計算機所能容納的信息量就會增加一倍。

這種能力可能會幫助量子計算機成為處理某些經典計算機無法處理的問題的更強大的方法。

使用這些量子位可以幫助科學家在分子水平上開發新藥物,或創建更強的安全代碼,或處理CERN大型強子對撞機(lhc)產生的海量數據。

Q System One目前使用20個量子位。

“當你達到280(量子位)時,這個數字——2的280次方——大約是可觀測宇宙中原子的數量,”Bob Sutor說,並暗示這些計算機有一天會變得多麼強大。他是IBM的資深人員,領導了Q System One的創建。

看到這些計算機的潛力,諸如Rigetti和D-Wave這樣的初創公司,以及微軟、英特爾和谷歌的研究部門也在開發量子計算。

IBM還與埃克森美孚(ExxonMobil)、戴姆勒(Daimler)、三星(Samsung)、巴克萊(Barclays)和一些大公司合作,共同開發量子計算機。

但是,使用量子計算機是一項極其微妙的任務。

Q System One的厚玻璃外殼用於減少振動和輻射,並幫助保持計算機接近絕對零度。

在紐約的一臺真正的計算機裡,快速的超冷氣流被用來使量子位元保持在10微K,比外層宇宙空間還要冷。

“所以量子計算機內部是地球上最冷的地方之一。” Sutor說。

Sutor說,為了保護機器內部的量子位元,需要這種又冷又厚的玻璃。量子位元是如此的脆弱,以至於一個光子的光或者某人指關節的一擊就能摧毀他們的計算。

由於這些機器非常脆弱,未來的任何量子計算都可能通過互聯網進行,從而使IBM能夠在自己的設施中仔細維護這些機器。

還有很長的路要走

可以肯定的是,量子計算機的承諾仍然只是承諾,而不是現實。

“量子計算機並不是經典計算機無法解決的所有問題的神奇解決方案,”Forrester的霍普金斯說。

“它們只是一些經典計算機無法解決的問題的潛在解決方案。”

他補充說,今天的科技行業正在探索量子計算機的功能。

霍普金斯說,回答這些問題還需要幾年的時間,而實現量子計算機的最終目標可能需要10到20年的時間。

但是,由於新的Q System One,,研究人員和公眾現在有了一個顯著的里程碑,可以用來繼續推進量子計算。該系統將有助於將這些機器的升級時間減少到幾小時或幾天,而不是幾天或幾周。

它還應該使IBM更容易構建更多這樣的機器來支持未來的量子計算業務。“我們開始著手建造一些功能強大但美觀的東西,”Sutor說,“這將給我們提供一種方式來看待我們未來在做什麼。”

Sutor沒有任何關於他的工作即將完成的誤解。當我問他下一步的計劃是什麼時,他說:“我們還需要做什麼?一切事情。”

IBM的CTO Bob Wisnieff表示,重要的不是這款量子計算機能做什麼,不能做什麼,而是它存在的事實。

他表示:“我最喜歡的是,對於量子計算,我們能夠在正確的時間出現在正確的地點,這是一個令人高興的項目……這個設計代表了科技的一個至關重要的時刻。”

有很多有資質、頭腦清醒的專家認為,量子計算技術永遠不會有任何意義。

與此同時,從事這項研究的物理學家和工程師們明白,這將是人類歷史上最重要的進步之一。

50年後,在一個巨大的量子博物館中,麻省理工學院的物理實驗室、谷歌的量子研究中心或IBM的巨型量子實驗室將不會被完全還原。

取而代之的是一個真正的量子計算機。

IBM發佈了世界上第一臺、也是唯一一臺完全在實驗室之外運行的集成量子計算機。這不是那臺將會改變一切的量子計算機。但它可能是你的孫子孫女們會在他們的科學課本第一頁讀到的一臺。


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