全球首台商用量子計算機，算力不敵小手機？

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來源：IBM、techcrunch

編輯：肖琴

IBM今天宣布推出全球首台量子計算一體機：IBM Q System One。這台機器主打穩定性，核心硬體密封在一個玻璃櫃里，猶如一件藝術品。雖然高端，但業界評價它仍是一台原型機。

IBM今天宣布推出世界上第一台商用的集成量子計算系統：IBM Q System One。

這台20量子比特的系統集成在一個棱長為9英尺（約 2.74 米）的立方體玻璃盒中，作為一台能獨立工作的一體機展出。

當然，作為一台一體機，IBM Q System的體積也相當大了，但它包含了啟動一個量子計算實驗所需的所有東西，包括冷卻量子計算硬體所需的所有設備。

IBM Q System One 使通用近似超導量子計算機的使用首次超出了研究實驗室的範圍。

全球首台量子計算一體機

不過，國內一名專家評價道：

這並不是一般意義上的商用量子計算機(能解決一個電子計算機解決不了的問題或者解決某個問題有一定的優勢)，實際上這個小量子計算機的算力還遠不如任何一個小手機，只是把早前IBM雲服務上能用的機器做成了穩定的實體機銷售，主要還是研究和教育用圖。Dwave也早就有這種意義的商用機啦，所以大家不要太激動。當然要做到這樣一個量子計算機持續穩定的高質量工作，是需要很好的工程能力的。

國內似乎還看不到誰能短期內做出類似水平的機器，由於出口管制中國應該也購買不了這個機器。

猶如一件藝術品

那麼 Q System One 有什麼特別之處呢？

IBM 表示，它的主要成就是將一個實驗性的量子計算機在可靠性（和外觀）上與大型量子計算機更接近。量子計算需要極其精細的環境。晶元需要保持在冰點溫度，並且受到的電波動或物理振動干擾要儘可能最小。IBM 表示，Q System One 可以最大限度地減少這些問題。

IBM Q System One設計圖

「這是 IBM 為市場帶來的獨一無二的東西，沒有其他人這樣做。我們知道如何做集成系統，」IBM 量子研究副總裁 Bob Sutor 說：「量子計算機不是能買現成品的電子產品。你需要一個溫度可控的環境，需要盡量減少振動——減少任何可能破壞量子計算的干擾。」

Sutor 說，設計像 Q System One 這樣的機器的一個實際優勢是它減少了研究停機時間。使用像 Q System One 這樣的設備，在功率激增或技術人員操作失當引起故障後，重置量子計算機的速度會快很多。「過去需要幾天或幾周的時間，現在只需要幾小時或幾天，」Sutor 說。

IBM Q System One

IBM顯然認為Q System是一件藝術品。實際上，最終的結果相當驚人。Q System One 被安置在一個 9 英尺高、9英尺寬的的硼硅玻璃立方體中，中間掛著吊燈一般的量子計算核心硬體，由一個閃亮的圓柱形黑色外殼包裹，裡面的所有部件都被精妙地隱藏起來。

它看起來就像是未來的計算機。

為了設計 IBM Q System One，IBM 組建了世界一流的工業設計師、架構師和製造商團隊。IBM與設計工作室Map Project Office、環球設計工作室以及Goppion合作。Goppion是義大利米蘭的高端博物館陳列櫃製造商，法國盧浮宮館藏的名畫《蒙娜麗莎》和英國倫敦塔保存的王冠珠寶的高端展覽方案也是由 Goppion 提供的。

玻璃門可以打開

它的玻璃門可以輕易打開，簡化了系統的維護和升級過程，同時最大限度地減少了停機時間——使 IBM Q System One 具有了可靠的商業用途。

鋁和鋼的框架

一系列獨立的鋁和鋼框架組合在一起，分離了系統的低溫恆溫器、控制電子設備和外殼，有助於隔離系統組件，以提高性能。

測試和功能

組裝完成後，該系統在義大利進行了為期兩周的首次測試。測試過程就跟NASA測試火箭一樣，分別測試了維護性、可靠性和性能。

在義大利米蘭進行測試

就像經典計算機將多個組件組合成一個優化的協同集成架構一樣，IBM 也將相同的方法應用於量子計算機，創建了第一個完全集成的通用量子計算系統。

IBM Q System One 由許多自定義組件組成，這些組件協同工作，可用於最先進的基於雲的量子計算程序，包括：

具有穩定性和自動校準能力的量子硬體設計，提供可重複、可預測的高質量量子比特。

製冷工程，提供連續冷卻、孤立的量子環境。

緊湊型高精度電子元件，可嚴格控制大量量子比特。

量子固件，可管理系統運行狀況並啟用系統升級，無需用戶停機。

經典計算能力，提供安全的雲訪問和量子演算法的混合運行。

精妙，但仍是原型機

雖然IBM將其描述為第一台專為科學和商業用途設計的完全集成的通用量子計算系統，但一台20量子比特的機器的計算能力遠遠不夠強大。Q System One這樣的量子計算機仍然是非常實驗性的設備。它們在有用的任務中無法勝過經典計算機（事實上，當涉及到現實生活里的計算時，你的筆記本電腦可能更強大），但它們應該是研究工具。

「它更像是一塊墊腳石，而不是一台實用的量子計算機，」英國蘇塞克斯大學(University of Sussex)量子技術教授Winfried Hensinger表示：「不要認為這是一台完全的量子計算機，能夠解決量子計算機已知能夠解決的所有問題。你可以把它想像成一台原型機，它允許你測試和進一步開發一些在未來可能有用的程序。」

IBM強調這是第一次嘗試，並且這些系統「有朝一日能用於解決當前被認為過於複雜的問題，而經典系統無法處理這些問題」。目前看來，這些系統還遠沒達到這個目的，但該公司也指出，這些系統是可升級的(並且易於維護)。

「IBM Q System One是量子計算商業化的重要一步，」IBM 混合雲高級副總裁、研究院院長Arvind Krishna說：「隨著我們致力於為商業和科學開發實用的量子應用，這個新系統對於將量子計算擴展到研究實驗室之外至關重要。」

不過，如果你想給自己買一台量子計算機，就必須與IBM合作。與 IBM 的其他量子計算機一樣，它只能通過雲訪問，公司和研究機構可以在 IBM Q Network上購買使用時間。

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