2016年3月31日，加拿大總理特魯多在華盛頓商會(huì)發(fā)表演講。有記者打趣問特魯多關(guān)于量子計(jì)算機(jī)學(xué)的問題，但擔(dān)心造成尷尬，隨即把問題轉(zhuǎn)向“伊斯蘭國”(ISIS)。
不過，特魯多出乎眾人所料，準(zhǔn)確講出量子計(jì)算機(jī)學(xué)的定義，他說：“普通計(jì)算機(jī)的運(yùn)作是二進(jìn)制系統(tǒng)，要么是0，要么是1.量子狀態(tài)則復(fù)雜得多，因?yàn)槲覀冎牢镔|(zhì)可以同時(shí)是粒子和波，量子狀態(tài)不確定的特性，使我們在較小的計(jì)算機(jī)內(nèi)將更多信息編成代碼。”讓全場人士驚訝。
量子計(jì)算是最深?yuàn)W的計(jì)算。通常來說，這樣一項(xiàng)復(fù)雜、試驗(yàn)性的技術(shù)都掌握在Google、NASA等巨頭中，但未來這種現(xiàn)狀或許要發(fā)生變化了。
據(jù)《連線》雜志報(bào)道，IBM今天發(fā)布了一項(xiàng)免費(fèi)的量子計(jì)算云服務(wù)，讓所有人都可以使用其五量子位量子計(jì)算機(jī)。
這臺(tái)量子計(jì)算機(jī)由IBM位于紐約市約克敦海茨實(shí)驗(yàn)室的研究員研發(fā)，用戶在接入互聯(lián)網(wǎng)的前提下，只需要利用一個(gè)簡單的軟件接口就可以訪問該量子計(jì)算機(jī)。
這個(gè)新服務(wù)日后或?qū)⒊蔀橄M(fèi)者日常都會(huì)使用到的，但對背后致力于構(gòu)建一個(gè)實(shí)用的量子計(jì)算機(jī)的研發(fā)人員來說，這是破天荒的大事。在這個(gè)意義上說，IBM又為人類量子計(jì)算的進(jìn)步做出了貢獻(xiàn)。
雖然IBM這么做很明顯是想秀一秀自家的量子計(jì)算機(jī)，但如亞琛工業(yè)大學(xué)量子信息研究所教授、量子計(jì)算機(jī)研究先驅(qū)David DiVincenzo所言，隨著研究員努力尋求解鎖該技術(shù)的新領(lǐng)域時(shí)，包括從了解DNA序列到股票市場預(yù)測，開放量子計(jì)算機(jī)云服務(wù)確實(shí)能夠給外界帶來更多，它可以幫助我們更深入地了解量子計(jì)算機(jī)。
研究實(shí)用性量子計(jì)算機(jī)的過程中，有些人旨在模擬單個(gè)分子相互作用的方式，而另一些人則希望將量子計(jì)算機(jī)研究擴(kuò)展至人工智能領(lǐng)域的機(jī)器學(xué)習(xí)。
Google和NASA那臺(tái)總值上千萬美元的D-Wave量子計(jì)算機(jī)要做的事情，雖然這臺(tái)機(jī)器的爭議仍然存在，但它至少在某些情況下表現(xiàn)出了量子屬性。
遇見量子位
今天的計(jì)算機(jī)都把數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在極微型的晶體管當(dāng)中。每個(gè)晶體管可以容納一個(gè)“比特”的信息:1或0.但大約在三十年前，科學(xué)家提出了一種機(jī)器計(jì)算概念，它可以超越二進(jìn)制系統(tǒng)，可以將數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在根據(jù)神奇的量子力學(xué)原理打造的系統(tǒng)當(dāng)中。不僅是0或1，一個(gè)“比特”信息有可能同時(shí)是粒子和波，同時(shí)儲(chǔ)存——這就是所謂的疊加原理。
同樣地，兩個(gè)比特單位可以同時(shí)容納4個(gè)值:00，01，10和11.如果你繼續(xù)添加量子位，理論上說就可以創(chuàng)建起一個(gè)比今天任何計(jì)算機(jī)都要強(qiáng)大的存在。
“這些事情是你不能用普通邏輯來解釋，”前耶魯大學(xué)研究員，如今幫助監(jiān)督IBM量子計(jì)算工作的JerryChow表示，“量子計(jì)算和量子算法的問題都是：你將要怎么利用它們呢？”
但這樣的超級機(jī)器還不存在。現(xiàn)在看來，量子位還是不穩(wěn)定的東西。如果你試圖觀察量子系統(tǒng)的狀態(tài)，它們會(huì)“散屑（使檢波器恢復(fù)常態(tài)）”，陷入另一種狀態(tài)，而且不再擁有0和1，而是只有0或1，就像今天的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)。
要建造一個(gè)真正的量子計(jì)算機(jī)，研究人員必須抓住量子位從一個(gè)狀態(tài)散屑進(jìn)入另一個(gè)相對的狀態(tài)的機(jī)會(huì)。
穩(wěn)定：每次測試的結(jié)果都相同
這樣做的方法有很多，雖然沒有真正攻克了這個(gè)難題，但部分方法還是很有希望的。IBM已經(jīng)建立起一個(gè)將超導(dǎo)電路下放到巨型零度以下大冰箱的量子計(jì)算機(jī)，并擴(kuò)展到五量子位。
但是現(xiàn)在，IBM希望加快進(jìn)度，今早將計(jì)算能力推上50甚至100個(gè)量子位，因而決定與世界共享這臺(tái)機(jī)器。
滑鐵盧大學(xué)量子計(jì)算研究所教授David Cory表示，這種在線的量子計(jì)算機(jī)——一個(gè)量子云服務(wù)是前所未有的，建立這樣一個(gè)服務(wù)比你預(yù)期的要困難得多。
他補(bǔ)充說，IBM所做的是對的。該服務(wù)的界面易于使用，“任何對量子計(jì)算機(jī)有所了解的學(xué)生都知道如何與這個(gè)設(shè)備交互。”
Cory周末對IBM這個(gè)新服務(wù)進(jìn)行了試用，讓他吃驚的是：這個(gè)系統(tǒng)相當(dāng)穩(wěn)定——每一次測試它幾乎都得到了相同的結(jié)果。這在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)中是個(gè)尋常的現(xiàn)象，但在基本都是圍繞捕獲概率展開的量子計(jì)算機(jī)世界中，結(jié)果的穩(wěn)定一致就意味著標(biāo)志性的進(jìn)步。
