盡管圍繞著量子計算領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展和炒作,但這項技術(shù)仍處于它的起步階段。就在幾年前,研究人員正在用屯有不到十個量子比特的原始機器制造頭條新聞,量子比特是經(jīng)典計算機的二進制比特的量子版本。本周在舊金山舉行的IBM首次索引開發(fā)商會議上,這家公司展示了它的最新的原型:一個屯有50量子比特的量子計算平臺,目前存在的最先進的機器之一。

量子計算-------以它的速度遠快于傳統(tǒng)計算機的并行計算和求解算法的能力------承諾將革命化從化學和物流到金融和物理領(lǐng)域的變革。事情是雖然量子計算是一種未來世界的技術(shù),但它還沒有足夠先進到讓任何人都知道這個世界將實際上是什么樣子的。

IBM研究的IBMQ戰(zhàn)略和生態(tài)系統(tǒng)副總裁鮑勃·森特告訴弄玩意兒平臺, "在三或四年內(nèi)人們不會剛好醒過來說, '哦,好吧,現(xiàn)在我已經(jīng)準備好來使用量子，我必須來學什么"。

這些系統(tǒng)依賴于量子物理學的"詭異"屬性，正如愛因斯坦所說它的,而它們的操作與今天的計算機的工作方式有著根本的不同。森特說，"你基本上正在做的是用某些叫做量子比特的東西取代比特的概念，最終,當你測量一個量子比特它是0還是1時,但在此之前,有一個能實際上是的自由的領(lǐng)域。它不是同時的0和1或任何類似這個的東西,它只是從一個遠、遠更大的數(shù)學空間取值"。

他繼續(xù)說,"基本的邏輯門[與、或、非、異或等等],這些門對量子是不一樣的，不同的量子比特一起工作來獲得一個解決方案的方式與你的一般內(nèi)存中的比特的工作方式完全不一樣的"，不是像傳統(tǒng)的計算機那樣按順序處理問題，而是量子平臺試圖并行解決它們。這使得量子計算機能夠遠更有效率的解決某些方程,如復雜分子的建模。

然而,這種效率被這個系統(tǒng)的脆弱調(diào)和。目前,一個量子比特的相干時間在衰變之前最高是90微秒。即,如果一個量子比特被指定為1,它只會0.0009秒保持1。森特說，"之后所有的賭注都關(guān)閉。你要有一定量的來實際上可靠的使用這個東西的時間,任何你要用一個量子比特做的計算必須在這個時期內(nèi)"。

因為這樣的量子計算機對來自溫度、微波、光子甚至連運行這臺機器本身的電流的干擾非常敏感。森特說, "隨熱你有大量的電子來回移動,相互碰撞進彼此",這能導致量子比特的去相干。這就是為什么這些平臺必須被冷卻到接近絕對零度來運行的。

森特解釋說，"在陰影下的外部空間介于兩到三度開爾文之間。"外空間太暖和了不能做這些計算"。相反,其中最低水平的這些計算本身發(fā)生的地方的量子計算機平臺存在于一個冷凍的10毫開爾文------高于絕對零度一度的1%。因此不的,森特向弄玩意兒平臺保證,我們可能不應該期望在未來的幾十年內(nèi)存在在室溫下運行的臺式量子計算機------也許甚至在我們的有生之年。

令人驚訝的是,這些系統(tǒng)的能效相當?shù)母摺３怂璧淖銐蚶鋮s系統(tǒng)運行的能量(一個大約需要36個小時的過程),IBM的50量子比特平臺只吸收10到15千瓦的功率------大致相當于10臺標準的微波爐。

因此,現(xiàn)在IBM已經(jīng)開發(fā)出了許多從5到50量子比特的量子計算機系統(tǒng),接下來的挑戰(zhàn)是弄清楚用它們來做什么。這就是這家公司的Q網(wǎng)絡來的地方。去年12月,IBM宣布了與多家財富500家公司和研究機構(gòu)結(jié)成伙伴關(guān)系------包括摩根大通、三星、本田、日本慶應大學、橡樹嶺國家實驗室和牛津大學,來推斷出這個技術(shù)的潛在的實用應用。