1月9日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，在2019年度國(guó)際消費(fèi)電子展(CES)上，IBM展示了其最新的量子計(jì)算機(jī)IBM Q System One的模型。其坐落在2.3米高的玻璃框架內(nèi)，看起來就像是一件藝術(shù)品。

去年的這個(gè)時(shí)候，IBM為國(guó)際消費(fèi)電子展推出了一臺(tái)50量子比特的量子計(jì)算機(jī)。當(dāng)時(shí)這臺(tái)機(jī)器的外觀格外引人注目：錯(cuò)綜復(fù)雜的管線讓這部機(jī)器看起來就像是一盞蒸汽朋克題材的吊燈。因?yàn)檎?a href=/pc/system/ target=_blank class=infotextkey>系統(tǒng)太過復(fù)雜，IBM直接把笨重的冷卻和電源管理部件留在了家里。整個(gè)系統(tǒng)位于紐約的研究實(shí)驗(yàn)室，占滿了一個(gè)大房間。IBM量子生態(tài)系統(tǒng)與策略副總裁鮑勃·蘇特爾(Bob Sutor)說，這臺(tái)機(jī)器功能齊全但設(shè)計(jì)并不完美。

“想象去掉閃亮外殼的一輛車，” 蘇特表示，“然后把電池移到一邊。電子設(shè)備并沒有緊密集成在動(dòng)力傳統(tǒng)系統(tǒng)中，而是被拆成碎片，然后散布在汽車周圍。從功能上說這輛車可能仍然有用。但就整體而言，其設(shè)計(jì)并不好，對(duì)嗎?”

大約從一年前開始，IBM開始做一個(gè)完全集成的系統(tǒng)：它是模塊化的，易于升級(jí)，并針對(duì)量子計(jì)算進(jìn)行了優(yōu)化。時(shí)至2019年度國(guó)際消費(fèi)電子展，IBM揭開了其量子計(jì)算機(jī)IBM Q System One的神秘面紗。

它看起來很棒。

IBM Q System One所有的部件都安置在一個(gè)2.7米高的立方體中，而這個(gè)立方體由半英寸厚的玻璃制成。其前后兩扇“門”可以同時(shí)打開，以便于工程師可以操作前端的量子計(jì)算機(jī)，以及隱藏在背后的各種冷卻和控制模塊。由于同時(shí)打開兩扇門會(huì)導(dǎo)致立方體傾斜，因此整個(gè)玻璃立方體周邊通過鋁質(zhì)以及鋼質(zhì)框架進(jìn)行了加固。這種外觀構(gòu)造能夠最大限度地保證量子計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)上的完整性，同時(shí)使得振動(dòng)等其他潛在干擾最小化。

量子計(jì)算機(jī)的外觀造型由工業(yè)設(shè)計(jì)公司Map Project Office和環(huán)球設(shè)計(jì)工作室Universal design Studio合作構(gòu)想出來。Map Project Office曾與Sonos、本田和卡諾等世界知名公司合作，而環(huán)球設(shè)計(jì)工作室是一家總部位于倫敦的建筑和室內(nèi)設(shè)計(jì)公司。這個(gè)玻璃立方體由總部位于米蘭的制造商Goppion負(fù)責(zé)打造，該公司曾為盧浮宮的《蒙娜麗莎》、倫敦塔(Tower of London)的皇冠珠寶等作品設(shè)計(jì)過高端展示柜。

因此，說這臺(tái)量子計(jì)算機(jī)看起來像一件藝術(shù)品也就不足為奇了。

這種玻璃外殼使IBM能夠嚴(yán)格控制量子計(jì)算機(jī)的內(nèi)部溫度。這對(duì)于必須保持在絕對(duì)零度左右的量子芯片和電路板上的輔助電子元件來說至關(guān)重要。任何振動(dòng)或溫度的意外變化都會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)癱瘓。從理論上講，IBM的新設(shè)計(jì)應(yīng)該減少在運(yùn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤量，從而使系統(tǒng)具備更高的可靠性。

眾所周知，量子計(jì)算利用量子比特來處理潛在的復(fù)雜任務(wù)。傳統(tǒng)比特可以被設(shè)置為“1”或“0”，而量子比特可以同時(shí)取兩個(gè)值，或者兩者的疊加值。如果你有兩個(gè)量子比特，可以同時(shí)測(cè)試四種可能的結(jié)果(0- 0,0 - 1,1 -0,1-1)。量子比特還能相互感知，這種所謂“量子糾纏”的現(xiàn)象能夠幫助計(jì)算機(jī)快速找到正確答案。

因此，量子計(jì)算有能力擊敗逐個(gè)計(jì)算可能解決方案的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)。其將為醫(yī)療保健、人工智能、密碼學(xué)、金融模型和天氣模擬技術(shù)帶來革命性的變化。無(wú)論如何，這是早期研究人員所希望的結(jié)果。

IBM Q System One是一臺(tái)第四代20量子比特機(jī)器。從量子比特的數(shù)量上來看，IBM Q System One似乎并不占優(yōu)，因?yàn)楣雀枞ツ?月就宣布推出了一臺(tái)72量子比特的機(jī)器。但蘇特表示，對(duì)于量子計(jì)算及來說重要的是質(zhì)量，而不是數(shù)量。在增加系統(tǒng)運(yùn)力之前，IBM希望將重點(diǎn)放在糾錯(cuò)和總體可靠性上。“我們一直專注于(量子)芯片的架構(gòu)和布局，”他說。“我們一直在研究構(gòu)建量子芯片所需的所有因素，這種芯片將允許我們擴(kuò)展到越來越多的量子比特，讓它們以更少的錯(cuò)誤高效運(yùn)行。”

在推出Q System One的基礎(chǔ)上,IBM正在想象一個(gè)量子計(jì)算機(jī)整齊地排列在傳統(tǒng)個(gè)人電腦和服務(wù)器群旁的未來世界。有一天，一個(gè)公司可能會(huì)有許多這樣的量子計(jì)算機(jī)“立方體”。

在很大程度上量子計(jì)算還是一個(gè)未知領(lǐng)域。盡管這項(xiàng)技術(shù)還處于起步階段，但I(xiàn)BM正試圖展示成熟的量子計(jì)算機(jī)可以或應(yīng)該是什么樣的。Q System One是試驗(yàn)性的硬件系統(tǒng)，但I(xiàn)BM將其打造得無(wú)與倫比精致，和最初的iMac如出一轍。參觀者可以通過立方體上一個(gè)明顯的窗口窺視內(nèi)部構(gòu)造，驚嘆于工程師們所做的一切。

長(zhǎng)久以來，人們總希望創(chuàng)造一些美麗事物能夠保持甚至增加公眾對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的興趣。這一點(diǎn)在量子計(jì)算還處于早期研究階段時(shí)非常重要。雖然實(shí)驗(yàn)正在進(jìn)行，學(xué)術(shù)論文也在發(fā)表，但這項(xiàng)技術(shù)的許多優(yōu)勢(shì)仍停留在理論層面。例如，量子計(jì)算機(jī)還沒有能夠破解現(xiàn)有的金融加密技術(shù)，也無(wú)法運(yùn)行復(fù)雜的天氣模擬程序。如果你沒有跟上最新的研究，很難知道量子計(jì)算到底是真實(shí)還是完全的虛幻。

不過，像Q System One這樣的新硬件帶給人們的直觀感受很強(qiáng)。首先它非常龐大，與不斷變小的智能手機(jī)和筆記本電腦形成了鮮明而清晰的對(duì)比。玻璃外殼和鋼結(jié)構(gòu)或許并不適合所有人的口味，但它們顯示出了明顯演變和進(jìn)步。

不幸的是，出現(xiàn)在國(guó)際消費(fèi)電子展上的Q System One只是一個(gè)模型。它每側(cè)的玻璃框架只有2.3米高，而且并沒有隱藏各種冷卻、電力和系統(tǒng)監(jiān)控組件的后面板。IBM還拆除了量子計(jì)算機(jī)的保護(hù)罩，這樣參觀者就可以直接看到保持量子比特正常運(yùn)行的管道和電線。

據(jù)蘇特稱，IBM在Yorktown Heights有一個(gè)“完全可操作”的系統(tǒng)原型，其已經(jīng)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。他表示:“可以肯定地說，這是我們有史以來建造的運(yùn)行最好的量子計(jì)算機(jī)，無(wú)論從哪個(gè)角度看都是如此。”“現(xiàn)在研究人員正在使用它。”

今年晚些時(shí)候，該公司將在紐約波基普西開設(shè)一個(gè)“量子計(jì)算中心”，用于運(yùn)行升級(jí)版的Q System One 。目前團(tuán)隊(duì)正在決定是改造原有設(shè)備，還是從頭開始打造另一臺(tái)。IBM在一份新聞稿中說，項(xiàng)目完成后，這座城市將是“世界上少數(shù)幾個(gè)擁有運(yùn)營(yíng)量子計(jì)算中心的技術(shù)能力、基礎(chǔ)設(shè)施和專業(yè)知識(shí)的地方之一，其中包括高性能計(jì)算系統(tǒng)接入，以及與量子計(jì)算機(jī)協(xié)同工作所需的高可用性數(shù)據(jù)中心。”

IBM的大多數(shù)量子計(jì)算客戶統(tǒng)稱為Q Network，他們?cè)谑褂弥胁⒉粫?huì)感覺到系統(tǒng)本身的變化。然而，他們將從量子計(jì)算機(jī)的穩(wěn)定性和模塊化設(shè)計(jì)中受益。“我們最終會(huì)讓使用這些系統(tǒng)的客戶更愉悅，”蘇特說，“當(dāng)我們升級(jí)和增加系統(tǒng)能力時(shí)尤為如此。”

最新的Q Network成員包括能源巨頭?？松梨诤蜌W洲核子研究中心(CERN)。“我們看到基礎(chǔ)科學(xué)開始利用并理解這一點(diǎn)，”蘇特說，“商業(yè)組織正試圖理解它的相關(guān)性。這令人興奮。”

Q System One是量子計(jì)算的一個(gè)小里程碑，但意義重大。然而，科技對(duì)我們的生活產(chǎn)生可見影響還需要很多年。蘇托爾指出，“事實(shí)上量子計(jì)算是一門新學(xué)科。其需要更多科學(xué)和技術(shù)創(chuàng)新來推動(dòng)進(jìn)步。作為一名數(shù)學(xué)家，我知道科學(xué)突破是不可能按需實(shí)現(xiàn)的。”

(原標(biāo)題：CES上IBM展示量子計(jì)算機(jī)原型：太高端就像藝術(shù)品)

來源：網(wǎng)易科技