IBM已經(jīng)成功構(gòu)建50量子比特的量子計算處理器的樣機并在IBM Q系統(tǒng)中使用

IBM發(fā)布消息稱已經(jīng)構(gòu)建成功50量子比特的量子計算處理器的樣機，將使用在下一代的IBM Q系統(tǒng)中，提供給客戶。

BM的量子計算和人工智能研究部門的負責(zé)人Dario Gil在接受紐約時報采訪時稱，此前全世界還沒有一家公司可以在這樣的尺度上構(gòu)建一個量子計算機，與傳統(tǒng)計算機相比，量子計算機能夠達到驚人的計算能力。

IBM公司日前宣布其量子處理器取得了兩項重大的進展，包括首款上線的IBM Q系統(tǒng)將配備20量子比特處理器，同時在超導(dǎo)量子比特設(shè)計、連接性和應(yīng)用開發(fā)包方面都將有所改善。該系統(tǒng)的一致性時間（Coherence times，即可用于執(zhí)行量子計算的時間量）平均可達90微秒，居業(yè)界首位，而且允許高保真的量子運算。

同時，IBM還成功構(gòu)建并測量了具有類似性能指標的50量子比特原型處理器。這款新的處理器擴展了20量子比特架構(gòu)，將會在下一代IBM Q系統(tǒng)中使用。

到2017年年底，客戶就可以在線體驗首款I(lǐng)BM Q系統(tǒng)的計算能力，IBM還計劃在2018年推出一系列技術(shù)升級，向客戶提供高級的可擴展通用量子計算系統(tǒng)，供他們探索實際應(yīng)用。

2016年5月，IBM發(fā)布了可供人們在線訪問的量子計算機。此后，歷經(jīng)三代科學(xué)家的不懈努力，IBM在量子計算硬件領(lǐng)域終于獲得了此次的最新進展。

在18個月的時間里，IBM已經(jīng)通過IBM Q體驗網(wǎng)站上線了5量子比特和16量子比特的系統(tǒng)，以供公眾訪問，同時還開發(fā)出了全球最高級的量子計算生態(tài)系統(tǒng)。

在接下來的一年里，IBM Q系統(tǒng)的科學(xué)家將會繼續(xù)從多個方面改善量子設(shè)備，包括量子比特的質(zhì)量、電路連接性、運算錯誤率等等，進而提升量子算法的運行深度。

舉例來說，IBM的團隊曾在6個月內(nèi)使20量子比特處理器的一致性時間翻了一番，最終在IBM Q體驗網(wǎng)站上向公眾推出了5量子比特和16量子比特的系統(tǒng)。

除了構(gòu)建工作系統(tǒng)之外，IBM還致力于發(fā)展其強大的量子計算生態(tài)系統(tǒng)，包括開源軟件工具、近期系統(tǒng)所需的應(yīng)用，以及量子社區(qū)所需的培訓(xùn)與支持材料等。

通過IBM Q體驗網(wǎng)站，超過60000名用戶進行了超過170萬次量子實驗，并發(fā)表了超過35篇第三方研究出版物。

注冊用戶來自全球各地的1500多所大學(xué)、300所高中及300家私營機構(gòu)，而且許多用戶已經(jīng)將訪問IBM Q體驗網(wǎng)站作為他們的正式培訓(xùn)環(huán)節(jié)之一。

這種開放性訪問與開放性研究的方式，對于加速量子計算學(xué)習(xí)與實施而言非常關(guān)鍵。

普林斯頓大學(xué)電氣工程教授Andrew Houck表示：“IBM Q體驗網(wǎng)站和QISKit已成為我的量子計算課堂教學(xué)的一部分，對我而言，它們非常重要。就在幾年前，量子計算課程主要教授理論，學(xué)生們也很感興趣，但總感覺所描述的內(nèi)容離我們很遙遠?！?/p>

“借助IBM提供的豐富資源，我可以讓我的學(xué)生在課后練習(xí)中，在真實的量子計算機上運行實際的量子算法！這種方式讓他們明白，量子計算是一種真實的技術(shù)，而不是空想。曾經(jīng)看似遙不可及的事情，現(xiàn)在，學(xué)生們在大學(xué)宿舍里就可以體驗到。量子計算課程的注冊目前非?；鸨鱾€學(xué)科的優(yōu)秀學(xué)生都對這門課程很感興趣。”

20世紀最重要的一些技術(shù)進步都是由數(shù)十年來的基礎(chǔ)科學(xué)探索促成的，而這些探索一開始的目的只是想要拓展人類的知識。

當愛因斯坦發(fā)現(xiàn)相對論之時，他完全想不到這項發(fā)現(xiàn)將會成為現(xiàn)代導(dǎo)航技術(shù)的重要組成部分。量子科學(xué)的故事同樣如此。

量子計算的愿景是：解決遠遠超出傳統(tǒng)計算機實際應(yīng)用范疇的特定問題，比如化學(xué)模擬、優(yōu)化類型等問題。

在《自然》雜志近期發(fā)表的一篇論文中，IBM Q系統(tǒng)的團隊開創(chuàng)了一種基于量子硬件的新的化學(xué)問題解決方法，通過這種方法，將有望在未來改變新藥物與新材料的發(fā)現(xiàn)方式。

在QISKit教程中，我們提供了一個Jupyter筆記本，用戶可通過該筆記本中的描述，重復(fù)實現(xiàn)該論文中所描述的量子化學(xué)突破的相關(guān)實驗。

此外，我們還提供了其他一些類似的教程，其中詳細介紹了如何在IBM的量子硬件上解決MaxCut和Traveling Salesman等優(yōu)化問題。

這些突破性的進展表明有望通過近期的量子設(shè)備解決有趣的問題，也有望發(fā)掘出量子計算機相比傳統(tǒng)計算機的優(yōu)勢所在。

在通過小規(guī)模通用量子計算系統(tǒng)解決問題方面，IBM已經(jīng)邁出了一大步，希望使量子計算系統(tǒng)在不遠的未來得到實際運用。

盡管目前尚處于初步階段，科學(xué)家希望能夠開發(fā)量子計算真正的潛力。

量子計算將在未來數(shù)年內(nèi)在化學(xué)，優(yōu)選法，以及機器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域打開嶄新的大門，也許還將重新定義計算。