甚至IBM也不确定量子计算机实验将如何发展

尽管围绕着量子计算领域的蓬勃发展和炒作,但这项技术仍处于它的起步阶段。就在几年前,研究人员正在用屯有不到十个量子比特的原始机器制造头条新闻,量子比特是经典计算机的二进制比特的量子版本。本周在旧金山举行的IBM首次索引开发商会议上,这家公司展示了它的最新的原型:一个屯有50量子比特的量子计算平台,目前存在的最先进的机器之一。

量子计算-------以它的速度远快于传统计算机的并行计算和求解算法的能力------承诺将革命化从化学和物流到金融和物理领域的变革。事情是虽然量子计算是一种未来世界的技术,但它还没有足够先进到让任何人都知道这个世界将实际上是什么样子的。

IBM研究的IBMQ战略和生态系统副总裁鲍勃·森特告诉弄玩意儿平台, "在三或四年内人们不会刚好醒过来说, '哦,好吧,现在我已经准备好来使用量子，我必须来学什么"。

这些系统依赖于量子物理学的"诡异"属性，正如爱因斯坦所说它的,而它们的操作与今天的计算机的工作方式有着根本的不同。森特说，"你基本上正在做的是用某些叫做量子比特的东西取代比特的概念，最终,当你测量一个量子比特它是0还是1时,但在此之前,有一个能实际上是的自由的领域。它不是同时的0和1或任何类似这个的东西,它只是从一个远、远更大的数学空间取值"。

他继续说,"基本的逻辑门[与、或、非、异或等等],这些门对量子是不一样的，不同的量子比特一起工作来获得一个解决方案的方式与你的一般内存中的比特的工作方式完全不一样的"，不是像传统的计算机那样按顺序处理问题，而是量子平台试图并行解决它们。这使得量子计算机能够远更有效率的解决某些方程,如复杂分子的建模。

然而,这种效率被这个系统的脆弱调和。目前,一个量子比特的相干时间在衰变之前最高是90微秒。即,如果一个量子比特被指定为1,它只会0.0009秒保持1。森特说，"之后所有的赌注都关闭。你要有一定量的来实际上可靠的使用这个东西的时间,任何你要用一个量子比特做的计算必须在这个时期内"。

因为这样的量子计算机对来自温度、微波、光子甚至连运行这台机器本身的电流的干扰非常敏感。森特说, "随热你有大量的电子来回移动,相互碰撞进彼此",这能导致量子比特的去相干。这就是为什么这些平台必须被冷却到接近绝对零度来运行的。

森特解释说，"在阴影下的外部空间介于两到三度开尔文之间。"外空间太暖和了不能做这些计算"。相反,其中最低水平的这些计算本身发生的地方的量子计算机平台存在于一个冷冻的10毫开尔文------高于绝对零度一度的1%。因此不的,森特向弄玩意儿平台保证,我们可能不应该期望在未来的几十年内存在在室温下运行的台式量子计算机------也许甚至在我们的有生之年。

令人惊讶的是,这些系统的能效相当的高。除了所需的足够冷却系统运行的能量(一个大约需要36个小时的过程),IBM的50量子比特平台只吸收10到15千瓦的功率------大致相当于10台标准的微波炉。

因此,现在IBM已经开发出了许多从5到50量子比特的量子计算机系统,接下来的挑战是弄清楚用它们来做什么。这就是这家公司的Q网络来的地方。去年12月,IBM宣布了与多家财富500家公司和研究机构结成伙伴关系------包括摩根大通、三星、本田、日本庆应大学、橡树岭国家实验室和牛津大学,来推断出这个技术的潜在的实用应用。