一睹芳容，50量子比特計算機全貌

遠遠望去，它看起來像一盞蒸汽朋克吊燈，垂下來的氣缸周圍纏繞著錯綜複雜的燈管和電線。這就是IBM最新公布的有史以來最複雜的量子計算機，其處理器包含50個量子比特，處理能力可以達到前所未有的高度。通常情況下，經典計算機的信息創建和存儲都是以一系列的0或者1的形式，而量子比特可以同時代表兩個值，也就是「疊加」，這意味著量子計算機理論上可以同時測試0和1兩個值。隨著量子比特數量的不斷增加，量子計算機的計算能力也會呈現難以置信的增強趨勢。

去年11月，IBM公布了世界上第一台50量子比特的量子計算機。它安置在IBM的實驗室裡面，外面看似一個巨大的白色箱子，裡面裝有一個泵來保持低溫。此外，還有幾台正在運行演算法的傳統計算機。在今年的消費電子展（CES）上，IBM公司首次亮相了這個藏在白色箱子里的內部裝置——發送信號到晶元並保持系統冷卻所需的電線和燈管，讓與會人員和媒體記者可以更好地了解它的工作原理。IBM 研究院副總裁Jeffrey Welser告訴大家，當前最大的挑戰是將晶元與不必要的「噪音」隔離開來，噪音包括電、磁和熱雜訊等。同時只有在低溫環境中才能正常運行，否則若是在室溫條件下，整個機器都成了「廢柴」。

泵通常從這裡進入（如上圖），從上到下，液氦系統的溫度從4開爾文逐漸冷卻到800毫開爾文、100毫開爾文，最後降低到10毫開爾文，而氣缸內的溫度幾近於絕對零度。同時，電線將射頻信號從上一直傳送到底部的晶元內，然後將這些映射到量子比特上，執行研究員們所希望的任何運行程序。線路的布局設計也是為了確保沒有外部噪音（包括熱量）被傳輸到底部的量子計算機晶元上。

許多業內人士認為，50量子比特系統就可以實現「量子霸權」。 這個術語指的是當量子計算機能夠超越傳統系統或者完成另外一些傳統計算機無法完成的任務。現在的問題是，量子計算機只能與部分演算法兼容。例如，它們非常適合量子化學和材料模擬。但是你不可能使用量子計算機來完成PowerPoint演示文稿。Welser說：「世界不是古典的，它是量子的，所以如果你想模擬它，你需要一台量子計算機。」

研究人員已經對量子計算機進行了各種實驗。例如，去年9月，IBM的科學家們就可以在7量子比特的量子處理器上模擬氫化鈹(BeH2)。不過人們還是希望看到一台更觸手可及的量子計算機，這對日常消費者來說更有意義。但是，我們還有很長的一段路要走。

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