IBM量子計算機亮相 距離標準量子計算機相距甚遠

日前，IBM將自家的量子計算機放到了聚光燈下，IBM Q在報導中被譽為“世界首個專為科學和商業用途設計的整合通用近似量子計算系統，是目前全球唯一的獨立商用量子計算機”。

一些媒體在報導中，將IBM Q與ENIAC相比，認為將開啟量子計算新時代。然而，標準量子計算機的實現可能性和可控核聚變類似，都是“永遠的50年”，量子計算機將很快取代經典電子計算機只是不靠譜的幻想。

先談談永遠的50年。

如果一項計算實現難度很大，以目前的技術儲備幾乎看不到實現的可能，但萬一實現了足以引發一場技術革命，那麼，在談實現這項技術還有多久的時候，往往會用50年來表述——過了10年，同一個記者再去問同一個專家，得到的回覆還是50年。也就形成了所謂的“永遠的50年”。如果回答是20、30年，但時間到了卻沒做到，由於具體負責人都還在崗或在世，因而會帶來一系列負面因素，但如果是50年，保不齊當年鼓吹這項技術的專案帶頭人都不在了，而且漫長的時間，也有利於沖淡人們的記憶。

量子計算機就是這樣的一項技術，如果能夠實現的話，前景廣闊，但以限制的技術儲備而言，根本製造出標準量子計算機。

原因何在呢？

因為在編碼、系統擴充套件、邏輯閘精度、相干消等諸多方面，都有著極大的差距。

編碼是製造通用量子計算機的最大攔路虎。如果要製造出超過經典計算機的標準量子計算機，就必須至少獲得50個邏輯位元。然而，目前全球沒有任何一家商業公司或科研機構，能夠做出一個邏輯位元。

要說明的是50個邏輯位元並不是終點，而僅僅是一個新起點，瑞士蘇黎世皇家理工學院的物理化學家馬科斯.雷勒表示：“如果我們擁有超過 200 個邏輯位元位，我們就能在量子化學上做到傳統計算機無法做到的事情，如果擁有 5000個邏輯位元位，量子計算機將為這一領域帶來顛覆性的改變。”

更多的邏輯位元就需要擴充套件系統，但系統擴充套件的難度會以幾何倍數增長，何況現在連一個邏輯位元都無法實現。

邏輯閘精度也是一個大問題，要製造出標準量子計算機，單位元門精度和雙位元門精度都必須達到非常高的要求。一些現在所謂的“量子計算機”的單位元門精度和雙位元門精度其實都達不到標準量子計算機的要求。

量子計算有賴於量子糾纏，隨著環境、時間的變化，量子之間會失去這種糾纏效應。而維持量子糾纏的穩定時間才是真正有用的，而IBM此前只能維持90毫秒，這麼短的時間，基本不具備實用價值。

現在這些所謂的“量子計算機”，雖然在宣傳上往往冠以“通用”之名，但其實都只能完成特定任務。

比如國內的某臺量子計算機就只能做波色取樣，不具備通用性。

對於量子計算機，無論是商業公司也好，還是政府也好，適當投入進行探索是非常好的，但一些商業公司過分炒作量子計算概念，對一些微不足道的進步大肆渲染浮誇營銷誤導大眾，彷彿量子計算機就要到革命的前夜，未免就有些過了。