消息，全球的科技巨頭都在量子計算上投入了大量資源。值得關(guān)注的是，在2019 CES上，IBM宣布推出IBM Q System One，該系統(tǒng)是世界上首個專為科學(xué)和商業(yè)用途設(shè)計的集成通用近似量子計算系統(tǒng)。此外，IBM還計劃于2019年在紐約Poughkeepsie開設(shè)首個IBM Q 量子計算中心。

IBM Q系統(tǒng)的目標(biāo)是解決當(dāng)前經(jīng)典系統(tǒng)無法處理的被認為是過于復(fù)雜的問題，幫助開發(fā)者構(gòu)建量子計算機與常規(guī)架構(gòu)計算機之間的接口。量子計算的未來應(yīng)用包括尋找新的方法模擬金融數(shù)據(jù)，隔離關(guān)鍵的風(fēng)險因素以進行更好的投資，或者找到跨系統(tǒng)的最佳路徑，以實現(xiàn)超高效的物流和優(yōu)化交付的運營。

IBM Q的用途

IBM Q由IBM科學(xué)家，系統(tǒng)工程師和工業(yè)設(shè)計師設(shè)計，具有精密，模塊化和緊湊的設(shè)計，在穩(wěn)定性、可靠性方面進行了優(yōu)化。IBM Q使通用近似超導(dǎo)量子計算機能夠走出實驗室，這可能是有史以來第一次。

就像經(jīng)典計算機將多個組件組合成一個優(yōu)化的協(xié)同集成架構(gòu)一樣，IBM正在使用第一個集成的通用量子計算系統(tǒng)將相同的方法應(yīng)用于量子計算。 IBM Q由許多自定義組件組成，這些組件協(xié)同工作，可用作最先進的基于云的量子計算程序，包括：

量子硬件設(shè)計穩(wěn)定，自動校準(zhǔn)，可提供可重復(fù)且可預(yù)測的高質(zhì)量量子比特;

低溫管理，提供連續(xù)冷和孤立的量子環(huán)境;

緊湊型高精度電子元件，可嚴(yán)格控制大量量子比特;

量子固件，用于管理系統(tǒng)運行狀況并啟用系統(tǒng)升級，無需用戶停機;

經(jīng)典計算，提供安全的云訪問和量子算法的混合執(zhí)行。

IBM Q 如何設(shè)計？

IBM組建了世界一流的工業(yè)設(shè)計師、架構(gòu)師和制造團隊，與IBM Research科學(xué)家和系統(tǒng)工程師一起設(shè)計IBM Q，具體包括英國工業(yè)和室內(nèi)設(shè)計工作室Map Project Office和Universal Design Studio，以及Goppion。

IBM與這些合作者共同設(shè)計了第一個量子系統(tǒng)，將數(shù)千個組件整合到一個專為商業(yè)用途而構(gòu)建的玻璃氣密環(huán)境中，這是商用量子計算機發(fā)展的一個里程碑。

IBM Q旨在解決量子計算最具挑戰(zhàn)性問題之一：持續(xù)保持用于執(zhí)行量子計算的量子位的質(zhì)量。量子比特強大但又脆弱，通常在100微秒內(nèi)（對于最先進的超導(dǎo)量子比特）就會失去其特殊的量子特性，部分原因在于互連機械的振動，溫度波動和電磁波的環(huán)境噪聲。防止這種干擾是量子計算機及其組件需要考慮的問題。

IBM Q的設(shè)計包括一個外形尺寸高2.74米（9英尺），寬2.74米（9英尺），厚1.27厘米（半英寸）的硼硅酸鹽玻璃外殼，形成一個密封外殼，可以使用“旋轉(zhuǎn)平移”毫不費力地打開，通過電機驅(qū)動，旋轉(zhuǎn)兩個移位軸的設(shè)計用于簡化系統(tǒng)的維護和升級過程，同時最大限度地減少停機時間，這也是IBM Q適用于可靠商業(yè)用途的一個創(chuàng)新。

另外，還有一系列獨立的鋁和鋼統(tǒng)一框架，也有解耦系統(tǒng)的低溫恒溫器，控制電子設(shè)備和外殼，有助于避免潛在的振動干擾，導(dǎo)致“相位抖動”和量子比特退相干。

IBM Q量子計算中心

IBM將與今年晚些時候在紐約Poughkeepsie開設(shè)的IBM Q Quantum計算中心擴展IBM Q Network商業(yè)量子計算計劃，這個計劃已包括位于紐約約克鎮(zhèn)的Thomas J. Watson研究中心的系統(tǒng)。新中心將容納部分世界上最先進的基于云的量子計算系統(tǒng)，IBM Q Network的成員可以訪問這些系統(tǒng)，這是一個由全球財富500公司、初創(chuàng)公司、學(xué)術(shù)機構(gòu)和國家研究實驗室組成的全球社區(qū)。

IBM Poughkeepsie在計算領(lǐng)域的歷史可以追溯到20世紀(jì)50年代，IBM的第一批商用計算機IBM 700系列，還有20世紀(jì)60年代的IBM System / 360，通過改變企業(yè)對計算機的看法，徹底改變了世界?，F(xiàn)在，IBM Poughkeepsie定位為世界上為數(shù)不多具備量子計算能力的計算中心。

“IBM Q System One是量子計算商業(yè)化的重要一步，”混合云高級副總裁兼IBM研發(fā)總監(jiān)Arvind Krishna表示?！爱?dāng)我們致力于開發(fā)商業(yè)和科學(xué)的實用量子應(yīng)用時，這個新系統(tǒng)對擴展量子計算走出研究實驗室研究至關(guān)重要。”

新系統(tǒng)標(biāo)志著IBM Q的下一次發(fā)展，IBM表示這是業(yè)界首次通過基于云的IBM Q體驗將人們帶入可編程通用量子計算，以及商業(yè)和科學(xué)應(yīng)用的商業(yè)IBM Q Network平臺。了解，自2016年5月，公開免費的IBM Q Experience一直在運營，已經(jīng)擁有超過十萬名用戶，他們已經(jīng)進行了超過670萬次實驗并發(fā)布了130多份第三方研究論文。IBM Q Network包括最近新增的阿貢國家實驗室，歐洲核子研究中心，埃克森美孚，費米實驗室和勞倫斯伯克利國家實驗室。

BATH的量子計算進展

在國外，谷歌和英特爾也積極研究量子計算，當(dāng)然國內(nèi)的科技巨頭們也不甘落后。2015年阿里就開始布局量子計算，與中科院成立聯(lián)合實驗室，開展量子信息科學(xué)領(lǐng)域的前瞻性研究。去年5月，達摩院量子實驗室推出世界最強量子模擬器“太章”?！?018云棲大會上，達摩院宣布著手超導(dǎo)量子芯片和量子計算系統(tǒng)的研發(fā)，使阿里巴巴成為繼IBM、微軟、谷歌和英特爾之后，全球第五家啟動量子硬件研發(fā)項目的大型科技企業(yè)。

騰訊在2017年12月的TSAIC大會上，香港中文大學(xué)計算機系任副教授張勝譽正式以騰訊量子實驗室負責(zé)人、杰出科學(xué)家的身份現(xiàn)身并發(fā)表演講，這也是騰訊量子實驗室的首度對外亮相。

2018年3月，百度宣布成立量子計算研究所，開展量子計算軟件和信息技術(shù)應(yīng)用業(yè)務(wù)研究，百度計劃在五年內(nèi)組建世界一流的量子計算研究所，并逐步將量子計算融入到業(yè)務(wù)中。

華為也在2018年華為全聯(lián)接大會期間正式發(fā)布量子計算模擬器HiQ云服務(wù)平臺，包括量子計算模擬云服務(wù)以及量子編程框架。

量子計算的競爭正在加速，那么量子計算到底會帶來怎樣的革新？