量子計(jì)算機(jī)不再紙上談兵

　　■今日視點(diǎn)

　　2016年是量子計(jì)算機(jī)發(fā)展史上值得記住的一年。在這一年里，量子計(jì)算機(jī)有了里程碑式進(jìn)展，讓人們看到了曙光，看到了希望。

　　量子計(jì)算機(jī)功能更為強(qiáng)大

　　量子計(jì)算機(jī)是遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、存儲(chǔ)及處理量子信息的物理裝置。1982年，美國著名物理學(xué)家理查德·費(fèi)曼在一次公開演講中提出，利用量子體系實(shí)現(xiàn)通用計(jì)算的新奇想法，這可算作是量子計(jì)算機(jī)概念的誕生。而在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里，量子計(jì)算機(jī)還是一個(gè)構(gòu)想，只能算是紙上談兵。

　　遵循摩爾定律的傳統(tǒng)硅芯片計(jì)算機(jī)目前在飛速發(fā)展中面臨局限性。一是隨著傳統(tǒng)硅芯片集成度的提高，其內(nèi)部晶體管數(shù)量與日俱增，尺寸越來越小，在不遠(yuǎn)的將來將達(dá)到“物理極限”；二是集成度提高所帶來的耗能與散熱問題將導(dǎo)致其達(dá)到“性能極限”。

　　人類處理信息的需求日益突出，而傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)又不堪重負(fù)，人們將希望寄托在了量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展上。因?yàn)閭鹘y(tǒng)計(jì)算機(jī)是在0和1二進(jìn)制系統(tǒng)上運(yùn)行，而量子計(jì)算機(jī)則可以在量子比特上運(yùn)算，其功能遠(yuǎn)為強(qiáng)大。

　　IBM向個(gè)人開放量子計(jì)算平臺(tái)

　　特別值得大書特書的是，IBM于今年5月首次宣布，公眾可試用其量子處理器。IBM所提供的量子處理器由5個(gè)超導(dǎo)量子位組成，位于IBM在紐約的沃森研究中心。

　　超導(dǎo)量子處理器一直被科學(xué)家寄予厚望，認(rèn)為是一種可擴(kuò)展為更大規(guī)模的量子系統(tǒng)。IBM認(rèn)為，未來十年將出現(xiàn)50到100個(gè)量子位的中型量子計(jì)算機(jī)。即便是這樣的中型量子計(jì)算機(jī)，其能力也將遠(yuǎn)超當(dāng)今的任何一臺(tái)TOP500超級(jí)計(jì)算機(jī)。但I(xiàn)BM更為重要的一步是要通過其云服務(wù)，讓所有有興趣實(shí)踐量子計(jì)算的人可以接觸其量子處理器。

　　通過名為“IBM Quantum Experience”的量子計(jì)算平臺(tái)，用戶可以試用IBM的量子處理器，如在其上面運(yùn)行算法，操縱每一個(gè)量子位，開發(fā)教學(xué)，還可以模擬實(shí)驗(yàn)。條件只有一個(gè)，所有在此平臺(tái)上產(chǎn)生的知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸IBM所有。

　　IBM實(shí)施這一開放平臺(tái)有數(shù)重戰(zhàn)略意義。其一是IBM認(rèn)為，量子計(jì)算機(jī)發(fā)展到今天已經(jīng)不再是構(gòu)想，而是現(xiàn)實(shí)；其二是量子計(jì)算機(jī)的發(fā)展已經(jīng)到了開發(fā)軟件，搶占知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重要階段；其三是量子計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的重要區(qū)別是其用途，利用大眾創(chuàng)新來開發(fā)應(yīng)用平臺(tái)，而不是單純依靠科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室開發(fā)，既是捷徑，更是利器；其四是誠招大學(xué)和各類學(xué)生加盟，將為量子時(shí)代的到來提前培養(yǎng)和儲(chǔ)備人才。

　　量子計(jì)算機(jī)向?qū)嵱没~進(jìn)

　　提起量子計(jì)算機(jī)發(fā)展就不能不提近日谷歌與西班牙巴斯克大學(xué)的最新研究成果。

　　量子計(jì)算機(jī)目前有兩條主要技術(shù)路線，一是研究通用量子計(jì)算機(jī)，這是量子計(jì)算機(jī)的主流思路，各國政府及各大國際科技巨頭均已投入大量資金和人力來開發(fā)。二是開發(fā)絕熱量子計(jì)算機(jī)，以加拿大D-WAVE為代表。但如何消除隨機(jī)噪聲效應(yīng)，修正系統(tǒng)誤差則是一個(gè)技術(shù)難題。

　　對(duì)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)而言這是個(gè)非常簡(jiǎn)單的問題，可通過添加軟硬件解決。谷歌研究人員認(rèn)為，多量子位通用計(jì)算機(jī)需要結(jié)合兩種量子計(jì)算技術(shù)。在這一思路下，他們?cè)O(shè)計(jì)出一種新的原型機(jī)，采用9個(gè)固態(tài)量子位，相鄰量子位的相互作用由邏輯門來控制。這種新方法使量子計(jì)算機(jī)能進(jìn)行量子誤差的修正，掃除了一些發(fā)展中的障礙，使量子計(jì)算機(jī)研制向更復(fù)雜、更實(shí)用的方向邁進(jìn)了一步。

　　量子計(jì)算機(jī)發(fā)展已曙光初現(xiàn)，人們或許不久就可以步入量子計(jì)算時(shí)代。許多科學(xué)家認(rèn)為，量子計(jì)算機(jī)技術(shù)會(huì)對(duì)化學(xué)、物理、制藥及信息安全等諸多領(lǐng)域產(chǎn)生深刻影響。其中，帶給人們的最大變化或許在于，人類對(duì)信息和計(jì)算本質(zhì)的更深入認(rèn)識(shí)及這些概念的結(jié)晶成果。人們很難預(yù)測(cè)未來的量子時(shí)代，也許只有時(shí)間才能告訴我們，量子計(jì)算機(jī)最終帶給人類的究竟是什么。

　?。萍既?qǐng)?bào)華盛頓6月27日電）