IBM把量子計(jì)算機(jī)開放給了所有人，希望普及開拓新領(lǐng)域

　　北京時(shí)間5月4日下午消息，據(jù)《連線》雜志報(bào)道，量子計(jì)算是最復(fù)雜難懂的計(jì)算技術(shù)。對(duì)量子計(jì)算的研究仍處于初期階段，只有研究水平最高的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和企業(yè)，例如美國(guó)宇航局(NASA)和谷歌，才會(huì)關(guān)注這一領(lǐng)域。不過(guò)，這樣的現(xiàn)狀可能即將改變。

　　IBM的研究員在位于紐約Yorktown Heights的實(shí)驗(yàn)室中建造了一臺(tái)有5個(gè)量子位的量子計(jì)算機(jī)。IBM今天宣布推出一項(xiàng)新的在線服務(wù)，將這臺(tái)量子計(jì)算機(jī)開放給所有人。通過(guò)簡(jiǎn)單的軟件界面，你就可以經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)使用這臺(tái)量子計(jì)算機(jī)，當(dāng)然你也需要了解量子計(jì)算的基本知識(shí)。這臺(tái)量子計(jì)算機(jī)并不適合普通人的日常使用，但對(duì)正在開發(fā)量子計(jì)算機(jī)的研究人員而言，這是件大事。量子計(jì)算機(jī)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，而IBM希望將量子計(jì)算普及給更多人。

　　IBM的目的也包括利用該服務(wù)展示關(guān)于量子計(jì)算機(jī)的研究成果，讓第三方來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。在與快速發(fā)展的量子計(jì)算技術(shù)打交道時(shí)，這一點(diǎn)尤為重要。不過(guò)，量子計(jì)算技術(shù)的先驅(qū)、亞琛工業(yè)大學(xué)量子信息研究所教授大衛(wèi)·迪文岑佐(David DiVincenzo)認(rèn)為，IBM的服務(wù)將帶來(lái)更多。他表示：“我認(rèn)為，有人能從量子計(jì)算機(jī)的行為中發(fā)現(xiàn)更多信息，而量子計(jì)算機(jī)的開發(fā)者可能從來(lái)沒(méi)有意識(shí)到這些。”

　　研究人員正試圖利用量子計(jì)算機(jī)開拓新的技術(shù)領(lǐng)域，包括分析基因序列以及預(yù)測(cè)股市的漲跌。有人希望模擬單個(gè)分子的運(yùn)動(dòng)方式，還有人希望量子計(jì)算機(jī)能推動(dòng)機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)的進(jìn)一步強(qiáng)化。這也是谷歌和NASA對(duì)1000萬(wàn)美元D-Wave量子計(jì)算機(jī)的期待。D-Wave是一臺(tái)充滿爭(zhēng)議的機(jī)器，至少在某些情況下能表現(xiàn)出量子特性。

　　量子位是什么?

　　當(dāng)前的計(jì)算機(jī)使用微小的晶體管去存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。每個(gè)晶體管可以保存信息的一個(gè)“位”，即0或1。然而30年前，科學(xué)家提出了一種機(jī)器，從而突破二進(jìn)制的限制。這種機(jī)器遵循量子機(jī)制的某些原則。基于疊加原理，一個(gè)量子位保存的信息不再僅僅是0或1，還可以是兩種態(tài)的疊加。

　　進(jìn)一步來(lái)看，兩個(gè)量子位就可以疊加出4種態(tài)：00、01、10、11。如果加入更多量子位，那么從理論上來(lái)說(shuō)，量子計(jì)算機(jī)的性能要超過(guò)當(dāng)前的任何計(jì)算機(jī)。參與IBM量子計(jì)算研究的耶魯大學(xué)前研究員杰瑞·周(Jerry Chow)表示：“你無(wú)法以通常的邏輯來(lái)解釋這些。量子計(jì)算和量子算法的關(guān)鍵在于：你要如何駕馭它?”

　　這種超級(jí)強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)目前還不存在。量子位的性質(zhì)很不穩(wěn)定。當(dāng)你去觀察量子系統(tǒng)的狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)“坍縮”，成為某種確定的態(tài)。這時(shí)，量子位表示的信息不再是0和1的疊加，而只是0或者1，與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)類似。為了開發(fā)真正的量子計(jì)算機(jī)，研究員必須能夠控制量子位的坍縮，獲得期望的結(jié)果。

　　進(jìn)步：每次同樣的結(jié)果

　　實(shí)現(xiàn)這一目的有多種方式。盡管目前還沒(méi)有任何辦法能真正解決問(wèn)題，但某些研究的前景值得看好。為了開發(fā)量子計(jì)算機(jī)，IBM將超導(dǎo)電路置于龐大的零度以下電冰箱中，這時(shí)就能產(chǎn)生5個(gè)量子位。通過(guò)將這一機(jī)器分享給全球更多人，IBM希望能加速這方面的研究，并將系統(tǒng)擴(kuò)大至50個(gè)，甚至100個(gè)量子位。

　　滑鐵盧大學(xué)量子計(jì)算研究所教授大衛(wèi)·克里(David Cory)表示，這種在線量子計(jì)算機(jī)，即量子云服務(wù)，是前所未有的。他認(rèn)為，開發(fā)這樣的服務(wù)要比許多人想象中難度都大。他表示：“這不是一件簡(jiǎn)單的事。量子系統(tǒng)非常微妙。”

　　他同時(shí)表示，IBM的做法是正確的。該服務(wù)的界面非常易用。克里表示：“任何了解量子計(jì)算的學(xué)生都能理解如何與這一設(shè)備交互。”

　　克里花了整個(gè)周末的時(shí)間去嘗試這一新服務(wù)。令他驚訝的是，系統(tǒng)表現(xiàn)出了連續(xù)性，即每次測(cè)試都取得同樣的結(jié)果。在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)制中，這一點(diǎn)都不奇怪，你的筆記本在1秒鐘時(shí)間內(nèi)就能完成海量的計(jì)算。然而，在可能性眾多的量子世界中，連續(xù)性意味著重要的進(jìn)步。在這一服務(wù)被開放給更多人之后，更顯著的進(jìn)步或許即將到來(lái)。