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[热点话题] 全球首台量子计算一体机亮相

发表于 2019-1-9 11:54:51 | 显示全部楼层 |阅读模式
去年世界消费电子展(CES)上,美国IBM公司展示了其研制的50比特量子计算机的内部结构:数层金色圆盘从上而下叠成倒圆锥结构,搀杂繁复的银色管道,犹如一只蒸汽朋克风的吊灯。

其实,这只巨大的“吊灯”只是所谓量子计算机的核心硬件,要是加上配套的供能、冷却和控制设备,能在IBM坐落纽约约克敦海茨的实验室摆满一个房间。

今年的CES展上,IBM将把整个量子计算体系集成到一个棱长为9英尺(约2.74米)的立方体玻璃盒中,作为一个能独立作业的综合设备展出,称为IBM Q System One。

这将是全球首台量子计算一体机。

全球首台量子计算一体机亮相

全球首台量子计算一体机亮相

全球首台量子计算一体机

依据IBM官网上透露的相片,这个集成的量子计算体系颇具规划感。硼酸玻璃板的厚度为半英寸(约1.3厘米),前后两扇门可自动敞开,方便工程人员在停机时刻快速检修藏在后面板背后的制冷和控制模块。不过,假如前后门一起敞开,整个玻璃方盒就成了不安稳的平行四边形,因而需求一些独立的钢铝结构进行固定。整个结构力求使振荡最小化,削减或许存在的搅扰。

玻璃外壳由专业的工业规划公司和建筑内饰公司规划,再由意大利米兰的制造商Goppion组装。法国卢浮宫馆藏的名画《蒙娜丽莎》和英国伦敦塔保存的王冠珠宝的高端展览计划也是由Goppion供给的。

事实上,强大而又脆弱的量子比特的确需求得到名画和珠宝一般的关怀看护。

全球首台量子计算一体机亮相

全球首台量子计算一体机亮相

集成量子计算体系的立方体玻璃盒

量子计算机依据一套彻底不同于经典计算机的量子力学规律运转。经典计算机中的比特为0或1,基于此进行二进制运算。在奇特的“叠加态”加持下,量子比特却可以一起是0和1,正如薛定谔那只著名的又生又死的猫。在理想状态下,50个量子比特一次可以进行2的50次方次运算,这已经是个天文数字。

理想很丰满,现实很脆弱。这些量子比特需求被保持在绝对零度左右,才能用于量子计算。但即使如此,来自温度、电磁场和物理振荡的一点点搅扰,就或许在一万分之一秒内破坏掉量子比特的奇特状态。

全球首台量子计算一体机亮相

全球首台量子计算一体机亮相

规划图

因而,IBM的研究人员希望把整个体系集成到精妙的玻璃方盒里之后,因环境扰动带来的计算错误可以削减。在米兰组装后,玻璃方盒进行了为期2周的测验。

测验体系包含:安稳而具有自我校准才能的量子硬件规划,供给可重复、可预测的高质量量子比特;

能继续作业的制冷工程,阻隔出冰冷的作业环境;

紧凑而精准的电子器件模块能严密地控制多数量子比特;

量子固件能管理体系的健康状态,无需停机即可升级体系;

供给保密云接入和混合算法运转的经典计算能力。

全球首台量子计算一体机亮相

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IBM Q System One在米兰的组装现场

值得一提的是,这个量子计算一体机的比特数是20个,在2019年看来并不多么了不得。50比特才是行业界灵敏的一道门槛:加州理工学院教授普雷斯基尔(John Preskill)在2012年提出了“量子霸权”(Quantum Supremacy)的概念,预言50比特的量子计算机能在特定问题上逾越世界上功能最好的经典计算机。

2017年底,IBM宣称研制出了一台50比特的量子计算机原型机,2018年初,谷歌发布了研制全球首个高质量72比特量子计算机的计划。在群雄逐鹿的白热化阶段,IBM却开端试图解构“量子霸权”的概念。

全球首台量子计算一体机亮相

全球首台量子计算一体机亮相

IBM在去年CES上展出的“量子计算机”计心部件像个吊灯

IBM Q战略副总裁Bob Sutor曾对澎湃新闻强调,重要的不是量子比特的数量,而是量子比特的质量。最新的数学研究证明,即使在特定问题上,50比特量子计算机也无法全面逾越经典计算机。

2017年上线的IBM Q量子计算效劳网络已经吸引了500多家用户,包括包含埃克森美孚在内的跨国巨子和欧洲核子中心在内的科研圣地,经过云端让前沿工程师和科研人员体验到量子计算在金融效劳、制药和人工智能范畴的潜力。

2019年下半年,扩大版的IBM Q量子计算中心会在纽约州的波基普西市开张

而IBM Q System One,正如它的外观规划,更像一个艺术品。IBM暂无商业化的计划。在量子计算在基础研究上未获打破,实用性仍是空中楼阁的情况下,这个精巧的玻璃盒子展望了在办公室随便摆一台量子计算机的远景,就像在ENIAC机的时代幻想一台iMac笔记本电脑。

来源:澎湃新闻 企鹅号





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