IBM完成50量子比特的計算機(jī)的研發(fā) 率先實現(xiàn)“量子霸權(quán)”

在量子計算機(jī)領(lǐng)域里，谷歌一直被視為“領(lǐng)頭羊”。此前，谷歌已制造出9量子比特的機(jī)器，并計劃今年增加至49量子比特，實現(xiàn)“量子霸權(quán)”（quantum supremacy）。但現(xiàn)在，IBM率先完成了這項成就。

IBM研制出50量子比特原型機(jī)

當(dāng)?shù)貢r間11月10日，在美國電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）的工業(yè)峰會上，IBM對外宣布，公司已經(jīng)成功研發(fā)20位量子比特的量子計算機(jī)，可在年底向付費客戶開放。更值得一提的是，IBM還成功開發(fā)出了一臺50位量子比特的原型機(jī)，可為今后IBM Q系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

IBM在官方博客中寫道，基于20量子比特量子計算機(jī)的相干時間（Coherence time，相干時間，就是信道保持恒定的最大時間差范圍）翻倍，由之前的50微秒到達(dá)現(xiàn)在平均相干時間90微秒。而且這臺量子計算計的設(shè)計具有可擴(kuò)展性：基于50個量子比特的量子計算機(jī)也有相似的表現(xiàn)。

IBM20和50量子比特陣列

擁有50量子比特的計算機(jī)，在計算機(jī)科學(xué)史上絕對可以成為一個重要里程碑。該領(lǐng)域的研究人員將這一里程碑稱為是“量子霸權(quán)”，它可以實施常見超級計算機(jī)所不能完成的任務(wù)。

IBM人工智能和IBM Q研究副總裁達(dá)里·奧吉爾（Dario Gil）表示，量子位數(shù)量增加只是一個方面。你處理的量子位越多，量子位之間的交互就會越復(fù)雜，因為量子具有相互糾纏的屬性。如果你有更多的量子位，但它們相互聯(lián)系時有很高的錯誤率，那么它們不見得比錯誤率較低的5量子位機(jī)器來得強(qiáng)大。

另一個要關(guān)注的問題是，在處理量子狀態(tài)時，它們在一種名為相干性（coherence）的過程中往往存在一段很短的時間。這意味著，量子位回到0和1經(jīng)典的計算狀態(tài)之前，研究員只有一個短暫的時間窗口。在上個世紀(jì)90年代末期，研究人員只有短短幾納秒的時間可以關(guān)注相干性。即使在去年，IBM也只能為5量子位機(jī)器獲得47微秒和50微秒的相干性時間。這次IBM公布的相干時間在90微秒左右，是一次巨大的飛躍。

除了量子計算機(jī)外，IBM在軟件上也有建樹。其開發(fā)的QISKit ，是量子信息軟件處理工具包，可用于幫助研究社區(qū)最大限度利用量子計算系統(tǒng)的核心。IBM稱，這是包括基于Python語言的建立、操控、顯示和研究量子比特的工具，表征量子比特的工具，批量處理任務(wù)工具和一個可將所需實驗編譯到真實硬件的編譯工具。

自去年IBM推出5量子位的先進(jìn)計算機(jī)以來，IBM在量子計算機(jī)領(lǐng)域一路高歌猛進(jìn)。今年3月份，IBM就曾對外宣布，今年要推出全球第一個商業(yè)化量子計算云服務(wù)：IBM Q。這也是全球第一個收費的量子計算云服務(wù)系統(tǒng)。