IBM已開發第一臺獨立量子計算機

資訊的表現形式經歷了無數迭代與變革。從“會說話的非洲鼓”到早期的分析機，到現代電子計算機，再到今天的量子計算機。

那麼近年來被頻頻提到的量子計算機到底有什麼特別之處？

量子計算機所使用的計算方法，比目前計算機通用的二進位制計演算法更高階。它的運算能力，也超越現在世界上最頂級的超級計算機。同樣1個儲存位，量子計算機能儲存比普通計算機更多的資料；更重要的是，量子計算機還可以用數學方法同時操作這些海量資料，節省了執行時間，極大地提高工作效率，也使得量子計算機在核爆炸地模擬，密碼破譯等領域，優勢非常突出。量子計算機是新概念、高效能運算領域公認的發展趨勢。

量子計算機所使用的計算方法，比目前計算機通用的二進位制計演算法更高階。它的運算能力，也超越現在世界上最頂級的超級計算機。同樣1個儲存位，量子計算機能儲存比普通計算機更多的資料；更重要的是，量子計算機還可以用數學方法同時操作這些海量資料，節省了執行時間，極大地提高工作效率，也使得量子計算機在核爆炸地模擬，密碼破譯等領域，優勢非常突出。量子計算機是新概念、高效能運算領域公認的發展趨勢。

北京時間1月8日，據英國《金融時報》報導，IBM已開發了第一臺獨立的量子計算機，將一些全球最先進的科學技術整合到一個9英尺的玻璃立方體內。公司在今年的拉斯維加斯國際消費電子展上首次公開了這一名為IBM Q System One的系統。

到目前為止，這是全球唯一的一臺獨立量子計算機。儘管不排除IBM某一天出售這類系統的可能性，公司眼下的商業計劃更傾向於通過網際網路出租、而不是直接面向客戶出售這些新硬體。

量子計算機，顧名思義，即採用量子力學的能力處理計算，其計算能力之大足以讓今天的計算機悉數成為歷史。然而，這類量子計算機目前仍僅分散地存在於研究實驗室內。他們由多個元素構成：容納處理計算的量子位元的加固室；液氦罐和其他低溫裝置，使量子位元的溫度保持在絕對零度左右；以及電子裝置，用以控制量子位元的動作並“讀取”它們的輸出，還有連線這一切元素的電纜。

將所有這些組合在一起，構成第一代的通用整合量子計算機，對素來以系統公司自居的IBM來說，“具有劃時代的意義”，IBM研究院的首席操作官達里奧·吉爾（DarioGil）說道。IBM的歷史，即是設計和開發當時最先進的計算系統的歷史，從上世紀50年代的700系列大型機和System/360開始，一直到60和70年代將計算推向商業世界。

為了將量子系統整合到半英寸厚的玻璃外殼中，IBM必須要開發出自己的電子裝置來控制系統。公司還必須找到方法來實現完美的溫度控制，並防止震動，以確保系統的實際效能與在實驗室內的一致。

量子計算機的工作原理在於將其量子位元置於稱為“疊加”的臨時狀態，這時候這些量子位元可以代表標準計算機中的“1”和“0”。量子位元的狀態極易受到干擾，並且延長其能夠維持量子狀態的時間（相干時間）已成為業內的主要挑戰之一。IBM表示，新系統中的量子位元能夠維持的相干時間為75微妙，據悉這是通用量子計算機的最佳時間長度。

工業設計也發揮了作用。IBM素來以設計自己的旗艦機器為長。值得注意的標誌性事件為超級電腦深藍，第一臺擊敗人類國際象棋衛冕冠軍的電腦。

相比之下，第一代整合量子系統呈現出一種怪誕的虛無感。裝置的大部分元件都隱藏在立方體後面。量子位元位於一個懸掛在立方體頂部的高度拋光的鋼製圓管之中。整個裝置一共有四個外殼來保護量子位元免受外界干擾，該拋光的鋼製圓管是其中的首個保護殼。

立方體內的空置空間不僅僅是為了好看，其設計背後亦考慮到了維護這一因素：立方體前端可通過特殊設計的懸臂式鉸鏈開啟，以便技術人員鑽進立方體內部檢修裝置。

IBM的客戶可以通過付費在公司的裝置上執行量子計算機，來處理他們的內部計算。當被問及公司是否會出售這些新裝置時，吉爾表示：“當然，你可以這樣期待”，但是他又補充說，IBM暫時沒有這樣的計劃。

參考來源：

• 《新科學家》
  
• 新浪科技