揭秘IBM打造「超強計算」雄心 朝著量子計算商用邁進

在2019年CES科技展上亮相的Q System One

騰訊科技訊 1月31日消息，據外媒報道，IBM的System One模型看起來不像計算機，反而更像是多個盤子被懸掛在天花板上的釣魚線連起來的概念藝術。整個裝置被包在半英寸厚的玻璃中，這些玻璃是由米蘭的Goppion公司製造的，該公司還製作用於保護《蒙娜麗莎》和皇冠珠寶的保護殼。

鮑伯·蘇特爾（Bob Sutor）是IBM資深人士，他領導著Q System One團隊，他指著這台量子計算機的底部，在那裡的一堆金線中間有個小小的銀色矩形。這就是這台機器的量子位，量子位是一種微小的、脆弱的粒子，能促使整個量子計算系統工作。當被問及打造這樣一台電腦要花多少錢時，蘇特爾拒絕透露具體數字，並補充道：「這不是簡單的午餐。」

在本月早些時候的2019年CES科技展上，許多人圍在拉斯維加斯會議中心爭相抓拍這款量子計算機模型的照片。IBM在展會上公開展示了Q System One的複製品，這是它的第一台量子計算機，可以放在整齊的包裝中。蘇特爾說，過去的設計更像是「幕後實驗」，在一個房間里散落著各種雜亂的組件。

真正的Q System One於2018年11月份完成，位於IBM紐約約克鎮高地（Yorktown Heights）的辦公室。這台機器標誌著IBM在計算概念上苦苦追尋了幾十年之後，朝著量子計算商用的方向邁出了一大步。

創建功能齊全的系統能讓量子計算機變得更可靠，更容易升級。除了這些實際用途之外，這些計算機還有可能創造出更有效的抗生素，幫助科學家更好地了解化學和自然，並改善電網。通過為企業和科學家提供處理經典計算機無法消化的、極其複雜的計算能力，這些機器可以完成上述任務。

但除了這些炒作之外，還有更多的工作要做，以證明量子計算機能夠勝任這項任務。此外，一種不同類型的計算機可能會帶來下一次突破，而不是量子設計。Forrester專註於量子計算機的分析師布賴恩·霍普金斯(Brian Hopkins)在談到Q System One時說：「這是向前邁出的很大一步，但它依然是萬里征程中的一步。」

超冷計算

在傳統計算機中，數據是通過處理位(指定為0或1)進行處理的。而在量子計算中，量子位被用來代替處理位。這些量子位具有更複雜的特性，允許它們同時成為0和1的組合，並且還可以相互作用。每增加一個量子位，量子計算機所能容納的信息量就翻了一番。這種能力可能幫助量子計算機成為一種更強大的方法，來處理某些經典計算機無法處理的問題。

使用這些量子位可以幫助科學家在分子水平上尋找開發新葯的方法，或者創建更強大的安全代碼，亦或是處理歐洲核子研究中心(CERN)大型強子對撞機(Large Hadron Collider)正在產生的堆積如山的數據。Q System One目前使用20個量子位。蘇特爾表示：「當你達到280個量子位左右時，這個數字大約是可觀測宇宙中的原子數量，由此可見這些計算機將來會變得多麼強大。」

看到這些計算機的潛力，像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)以及其他大型公司合作，探索打造更強大量子計算機的可能。

但使用量子計算機是一項極其微妙的任務。Q System One的厚玻璃外殼可用來減少振動和輻射，並有助於保持計算機在接近絕對零度的環境。在IBM真正的量子計算機里，超冷空氣的快速爆炸被用來使內部的量子位保持在10毫克爾文（millikelvin），比外層空間還要冷。蘇特爾稱：「因此，量子計算機內部是地球上最冷的地方之一。」

蘇特爾表示，為了保護機器內的量子位，需要極冷的溫度和厚玻璃，因為這些量子位是如此脆弱，以至於單個光子或敲打某人的指節都可能破壞他們的計算。由於這些機器如此精巧，任何未來的量子計算都可能在互聯網上完成，以便IBM能夠在自己的設施中小心地維護這些機器。

長路漫漫

可以肯定的是，量子計算機的前景仍然只是承諾，而不是現實。Forrester分析師霍普金斯表示：「量子計算機並不是所有經典計算機無法解決的問題的神奇解決方案，它們只是經典計算機無法解決的部分問題的潛在解決方案。」

霍普金斯補充說，今天的科技行業正在探索量子計算機的功能。他說，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承諾可能需要十到二十年時間。但是由於有了新的Q System One，研究人員和公眾現在有了一個顯著的里程碑來判斷量子計算所取得的進展。該系統將有助於將這些機器的升級時間縮短到幾個小時或幾天，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。

蘇特爾稱：「我們開始建造功能非常強大卻很漂亮的東西，它將為我們提供一種看待未來所做工作的新方法。」蘇特爾並沒有錯誤地認為他的工作已經完成，當被問及他領導的項目下一步要做什麼時，他說：「我們必須做什麼？我們需要做任何事。」（騰訊科技審校/金鹿）

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