IBM再次超越谷歌:研制出50量子位計(jì)算機(jī)原型機(jī)
近日,在美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)(IEEE)的工業(yè)峰會(huì)上,IBM對(duì)外宣布,公司已經(jīng)成功研發(fā)20位量子比特的量子計(jì)算機(jī),可在年底向付費(fèi)客戶開(kāi)放。更值得一提的是,IBM還成功開(kāi)發(fā)出了一臺(tái)50位量子比特的原型機(jī),可為今后IBMQ系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/201711/372311.htmIBM在官方博客中寫(xiě)道,基于20量子比特量子計(jì)算機(jī)的相干時(shí)間(Coherencetime,相干時(shí)間,就是信道保持恒定的最大時(shí)間差范圍)翻倍,由之前的50微秒到達(dá)現(xiàn)在平均相干時(shí)間90微秒。而且這臺(tái)量子計(jì)算計(jì)的設(shè)計(jì)具有可擴(kuò)展性:基于50個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)也有相似的表現(xiàn)。
IBM20和50量子比特陣列
擁有50量子比特的計(jì)算機(jī),在計(jì)算機(jī)科學(xué)史上絕對(duì)可以成為一個(gè)重要里程碑。該領(lǐng)域的研究人員將這一里程碑稱為是“量子霸權(quán)”,它可以實(shí)施常見(jiàn)超級(jí)計(jì)算機(jī)所不能完成的任務(wù)。
IBM人工智能和IBMQ研究副總裁達(dá)里·奧吉爾(DarioGil)表示,量子位數(shù)量增加只是一個(gè)方面。你處理的量子位越多,量子位之間的交互就會(huì)越復(fù)雜,因?yàn)榱孔泳哂邢嗷ゼm纏的屬性。如果你有更多的量子位,但它們相互聯(lián)系時(shí)有很高的錯(cuò)誤率,那么它們不見(jiàn)得比錯(cuò)誤率較低的5量子位機(jī)器來(lái)得強(qiáng)大。
另一個(gè)要關(guān)注的問(wèn)題是,在處理量子狀態(tài)時(shí),它們?cè)谝环N名為相干性(coherence)的過(guò)程中往往存在一段很短的時(shí)間。這意味著,量子位回到0和1經(jīng)典的計(jì)算狀態(tài)之前,研究員只有一個(gè)短暫的時(shí)間窗口。在上個(gè)世紀(jì)90年代末期,研究人員只有短短幾納秒的時(shí)間可以關(guān)注相干性。即使在去年,IBM也只能為5量子位機(jī)器獲得47微秒和50微秒的相干性時(shí)間。這次IBM公布的相干時(shí)間在90微秒左右,是一次巨大的飛躍。
除了量子計(jì)算機(jī)外,IBM在軟件上也有建樹(shù)。其開(kāi)發(fā)的QISKit,是量子信息軟件處理工具包,可用于幫助研究社區(qū)最大限度利用量子計(jì)算系統(tǒng)的核心。IBM稱,這是包括基于Python語(yǔ)言的建立、操控、顯示和研究量子比特的工具,表征量子比特的工具,批量處理任務(wù)工具和一個(gè)可將所需實(shí)驗(yàn)編譯到真實(shí)硬件的編譯工具。
自去年IBM推出5量子位的先進(jìn)計(jì)算機(jī)以來(lái),IBM在量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域一路高歌猛進(jìn)。今年3月份,IBM就曾對(duì)外宣布,今年要推出全球第一個(gè)商業(yè)化量子計(jì)算云服務(wù):IBMQ。這也是全球第一個(gè)收費(fèi)的量子計(jì)算云服務(wù)系統(tǒng)。
量子計(jì)算機(jī)和傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)之間的區(qū)別
相比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī),量子計(jì)算機(jī)的最大區(qū)別在于:傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)只能按照時(shí)間順序一個(gè)個(gè)地解決問(wèn)題,而量子計(jì)算機(jī)卻可以同時(shí)解決多個(gè)問(wèn)題。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)使用的運(yùn)算規(guī)則是二進(jìn)制,用0和1記錄信息狀態(tài)。但量子計(jì)算機(jī)由量子狀態(tài)來(lái)描述信息,根據(jù)量子的特性它可以同時(shí)表示多種狀態(tài),并同時(shí)進(jìn)行疊加運(yùn)算,因而擁有更快速的運(yùn)算方式。
由于量子計(jì)算機(jī)處理能力比當(dāng)前傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。因此,許多人認(rèn)為,量子計(jì)算機(jī)將完成以前被認(rèn)為是不可能完成的任務(wù),例如模擬化學(xué)催化劑、建立超級(jí)復(fù)雜系統(tǒng)的模型、破解加密密碼等。但迄今為止,這些公司開(kāi)發(fā)的量子計(jì)算機(jī)處理能力不夠強(qiáng)大或不夠精確,在運(yùn)行大多數(shù)任務(wù)時(shí)不足以超過(guò)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)。
評(píng)論