【量子计算机原理】商用量子计算机 什么是量子计算机?

发布时间:2019-11-07   来源:消费投资    点击:   
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  商用量子计算机

  365财经网(www.hsh365.cn)1月11日讯

  据美国知名科技媒体the verge网站10日消息称,在2019年美国拉斯维加斯消费电子展(CES)上,国际商用机器公司(IBM)最新发布了一款名为“IBM Q系统1”的量子计算机,这是一款据称可“商用”的量子计算机的模型。

  IBM此次发布的这款设备,被称为“世界上第一个专为科学和商业用途而设计的、全集成通用量子计算系统”。其位于2米多高的玻璃盒子内,外形如同吊灯。据IBM介绍,该模型可以操纵20个量子比特,尽管量子比特的数量不及此前曾公布于世的一些系统,但这一款却拥有“前任”们所没有的特性,包括它专为稳定性而设计、结构非常紧凑等,因此它的实用性也大幅提高。

  IBM认为这是一款可“商用”的量子计算机。IBM研究院院长阿尔温德·克里什纳说,它是迈向量子计算商用化进程中,十分重要的一个步骤,该系统有望让量子计算跨过实验室的“高墙”,实现服务于商业和科研界的目标。

  目前IBM所展示出的,仅是这款量子计算机的模型,装配冷却系统的全套设备仍然放在实验室里,体积和一间屋子相当。而同时也有观点认为,该量子计算机仍然是一种实验设备,或者说仍属于原型机,因为它目前还无法用于办公和替代传统计算机完成通用性任务。

  英国苏塞克斯大学量子技术教授温菲尔德·汉辛格认为,该设备更像是前进路上的一块基石,而非真正实用型量子计算机,“还不能把它想象成可以解决量子计算中所有已知问题的计算机。但可以把它看作一个原型机,其允许人们测试并进一步开发在将来大有用处的编程”。

  量子计算专家、上海交通大学天文与物理学院金贤敏教授对记者说:“尽管这款‘商用’量子计算机在绝对计算能力上并没有超过现有超级计算机,但作为一款紧凑型系统,其对科研界大有裨益,使更多科学家可以很方便地在此基础上进行深入探索。此外,产业界也可借助它开展与应用对接的探索,激发新量子算法的诞生和应用,并为量子计算机将来的产业化应用做好准备。”

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  日前IBM在拉斯维加斯举办的国际消费电子展上,展示了全球首台独立量子计算机模型。外观呈立方体形状,外部有半英寸厚的保护玻璃,每侧宽约2.3米,被媒体形象称之为“朋克式吊灯”。

  IBM量子计算机搭载自家的Q系统,目标是处理当今传统计算机无法处理的问题,在传统计算机之间嫁接一个借口,由科学家、系统工程师、工程设计师共同研发设计。目前该计算机已经执行超过700万个量子程序,研究结果被120多篇学术论文引用,IBM官方表示今年要逐渐将量子计算机推进到商用领域。

  那么到底什么是量子计算机呢?

  我们先从量子讲起,量子是构成物质的基本单元,电子、光子等都是组成物质的基本粒子,统称为量子。量子有两个天然特性:不可分割性和不可复制性。正是因为这两个特性,量子计算机要比传统计算机更能够以最少的能量解决更大强度的计算问题,而且能够用最少的空间来存储更多信息,如果传统计算机是自行车,那么量子计算机就好像是飞机。

  有专家指出,十年之内,量子计算机能够赶超当前的超级计算机,在战略意义上讲,量子计算机就是下一代的超级计算机的升级版,所以全世界各国都在进行研发,抢占科技制高点。

  目前IBM在量子计算领域处于绝对的领先优势,在美国纽约量子计算中心工作人员把量子计算机放在巨型低温容器中,要确保在零度以上。2016年IBM将量子计算机接到云端服务,向全社会开放,两年之后,IBM在CES上展示了最新硬件。

  此次在CES上展出的IBM量子计算机有点像艺术品,在外观上,IBM和环球设计工作室等一些全球知名公司合作,半英寸厚的立方体玻璃由米兰制造商打造,该公司曾经为法国国宝《蒙娜丽莎》设计过展示柜,专门定制的玻璃要严格控制温度,必须要处于零度左右。因为任何元器件的损伤都会造成量子计算机系统的崩溃。

  英特尔、微软、百度等巨头公司纷纷在量子计算领域布局。谷歌在去年3月份推出了72量子的机器,在数量上超过IBM的量子计算机,IBM表示不会一味追求量子数量,要在可靠性和纠错能力上取得突破。

  截止目前,量子计算还依旧处于起始阶段,许多技术还依旧停留在理论层面,比如量子计算机并没有破解金融加密技术,也无法模拟复杂的天气程序。

  有消息称IBM正在决定究竟是改造现有设备,还是重新再造一台。面向客户,IBM研发了专门适用于量子计算机的Q Network,最新成员包括全球能源巨头美孚和欧洲核子研究中心,商业公司和相关组织已经逐渐理解量子计算的重要性,关于这一点IBM工作人员表示很兴奋。对于IBM相信有许多人都图书馆,IBM是世界闻名的企业,如果大家需要了解IBM,可以看看《IBM:变革之舞》。

  我国在量子计算已经处于世界中心,近一两年来,我国率先发射世界授课量子通讯卫星,实现千公里量子纠缠,研发全球首台早期的光量子计算机。在量子科研论文发表量我国居全球第一,相关专利排名全球第二。十三五计划已经明确指出,量子计算机已经被列入重大科技项目,未来五到十年,量子计算机将或将迎来爆发期。

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