提及量子計算，人們最先聯(lián)想到的應(yīng)該就是它的神秘、復(fù)雜，而量子計算機的理論依據(jù)和原型機建造更是讓 Google 和 NASA 這樣的頂尖科技機構(gòu)都感覺棘手。

　　但是就在本月 4 日，一向低調(diào)的IBM 首次面向全世界發(fā)布可在線訪問的量子計算機。該量子計算機的處理器具有五個量子位，由位于紐約附近的約克鎮(zhèn)高地的研究者進行維護。任何人都可以通過一個簡單的軟件接口對計算機進行訪問，當然，前提是訪問者知道怎么進行基本的量子計算。量子計算機不再像傳統(tǒng)計算機那樣用「1」和「0」代表信息狀態(tài)進行計算，對它而言，傳統(tǒng)計算機束手無策的具有指數(shù)時間復(fù)雜度的問題都不過是小菜一碟。

　　IBM 的量子云服務(wù)軟件界面截圖

　　普通人估計不是每天都有機會要用得上這項新服務(wù)，但對于那些還在辛苦地自制可用量子計算機的人來說，IBM 絕對是他們的福星。

　　對 IBM 自身來說，適時推出量子計算機可以讓外界認可和支持他們現(xiàn)在在做的工作。況且，對量子系統(tǒng)進行計算很不容易，IBM 也需要外界援助。德國亞琛工業(yè)大學(xué)量子信息研究院的教授 David DiVincenzo 認為：「開放量子計算機的在線服務(wù)不光是讓 IBM 在計算上獲得優(yōu)勢，還可以從別人對量子計算機的研究中發(fā)現(xiàn)未來工作的新思路?！惯@位量子計算的先驅(qū)認為 IBM 今天的發(fā)布會對全世界而言都將意義非凡。

　　許多研究者有望依靠量子計算機在各自的研究領(lǐng)域內(nèi)取得重大進展。從 DNA 序列研究到股價預(yù)測，乃至直接模擬特定的分子動力學(xué)過程。甚至有研究者將量子計算機視為機器學(xué)習(xí)領(lǐng)域的未來。譬如，Google 和 NASA 為了提高機器學(xué)習(xí)能力，他們已經(jīng)在一臺名為「D-Wave」的量子計算機上耗費了超過一千萬美元。

　　IBM 的 5 量子位處理器

　　現(xiàn)今的計算機依靠極小的晶體管存儲信息，每個晶體管只能存儲一個特定的布爾數(shù)值：「0」或是「1」。但是早在三十年前，科學(xué)家就希望能建造不同于這種二進制的新計算機制，一種可以同時存貯「1」和「0」的機制。他們將未來寄托在了夢幻般的量子理論提出的「態(tài)疊加原理」。

　　于是，兩個量子位就可以同時存貯四組數(shù)值：「00」、「01」、「10」和「11」。根據(jù)疊加態(tài)原理，繼續(xù)增加量子位時，系統(tǒng)所存儲信息量呈指數(shù)增加。這令現(xiàn)有的計算機架構(gòu)望塵莫及?！高@種現(xiàn)象沒法用普通的邏輯解釋，」參與 IBM 這臺計算機建造的耶魯大學(xué)研究者 Jerry Chow 說道：「量子計算和量子運算法則中心思想只有一個，那就是『怎么選數(shù)？』」

　　但是如此強大的機器尚未出現(xiàn)。量子位很狡猾，如果試圖對量子系統(tǒng)進行觀測，你就會發(fā)現(xiàn)它消失了，它不再同時疊加了「0」和「1」而是像一臺普通計算機一樣只表征為其中的一個狀態(tài)。想要讓機器真的真的好用，研究者還需要知道怎么預(yù)知量子位會成為哪種狀態(tài)。

　　盡管現(xiàn)在有很多人在研究量子位，但尚還沒人攻克難關(guān)成為「神棍」預(yù)知未來，不過其中有些方法切實可行。就比如 IBM 現(xiàn)在做的量子計算機是把超導(dǎo)線圈至于幾乎處在絕對零度的環(huán)境下，而且他們的計算機似乎確實具有了量子性。當然，為了與全世界公用這樣一臺計算機，IBM 希望最終將其處理器擴展為 50 或 100 個量子位。

　　根據(jù)滑鐵盧大學(xué)量子計算研究院的 David Cory 的說法，這樣的量子云計算服務(wù)簡直是前所未有。他進一步解釋說，這種事的難度遠超常人想象。「量子系統(tǒng)非常非常脆弱，能讓全世界都用一臺量子計算機很不簡單。IBM 做的很棒，他們開發(fā)的界面還讓計算機的使用變得簡潔?！顾酉聛硌a充道：「哪怕是只學(xué)過量子計算導(dǎo)論的學(xué)生都會用?！?/p>

　　Cory 花了一個周末時間研究 IBM 的計算機，他對量子系統(tǒng)表現(xiàn)出來的穩(wěn)定性感到非常驚訝：「每次我運行測試程序后跑出來的結(jié)果都是完全一致的！」雖然他跑的程序放在現(xiàn)今的筆記本運行時一秒可以跑幾億次，但是對量子計算這種看臉的機器來說，保持結(jié)果的一致性絕對是一個重大進步。

　　量子云服務(wù)已經(jīng)上線，新時代的大門已經(jīng)敞開，電子科技變革離我們還遠嗎？

　　本文來源：Wired，譯文創(chuàng)見首發(fā) 由 TECH2IPO / 創(chuàng)見 賽博璐 編譯