在2019年度國(guó)際消費(fèi)電子展(CES)上，IBM展示了其最新的量子計(jì)算機(jī)IBM Q System One的模型。評(píng)論認(rèn)為，這個(gè)量子計(jì)算機(jī)坐落在2.3米高的玻璃框架內(nèi)，看起來(lái)就像是一件藝術(shù)品。盡管看起來(lái)很精致，但它仍然是一個(gè)實(shí)驗(yàn)性的設(shè)備。

IBM宣稱(chēng)Q System One是“世界上第一個(gè)為科學(xué)和商業(yè)用途而設(shè)計(jì)的完全集成的通用量子計(jì)算系統(tǒng)”，但這是一個(gè)值得商榷的描述。Q System One可能是被設(shè)計(jì)用于商業(yè)用途的，但它還沒(méi)有完全準(zhǔn)備好。不是你想象中的那種量子計(jì)算機(jī)。像Q System One這樣的量子計(jì)算機(jī)仍然基本上是一個(gè)實(shí)驗(yàn)性設(shè)備。在實(shí)用性任務(wù)中，它們的表現(xiàn)無(wú)法超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)(事實(shí)上，在現(xiàn)實(shí)生活中的實(shí)用計(jì)算中，你的筆記本電腦可能更強(qiáng)大)，取而代之的是，它們是研究工具。讓我們來(lái)看看量子設(shè)備究竟是如何工作的。

英國(guó)蘇塞克斯大學(xué)量子技術(shù)教授Winfried Hensinger表示，“它更像是一塊墊腳石，而不是實(shí)用的量子計(jì)算機(jī)。不要把它看成是那種’可以解決量子計(jì)算所知的所有問(wèn)題’的量子計(jì)算機(jī)，但可以它想象成一個(gè)原型機(jī)，讓你可以測(cè)試并進(jìn)一步開(kāi)發(fā)一些將來(lái)可能有用的程序。”

即使作為一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，IBM也不打算在Best Buy(百思買(mǎi))開(kāi)始銷(xiāo)售Q System One。該公司沒(méi)有透露購(gòu)買(mǎi)這些機(jī)器的成本，甚至沒(méi)有透露其生產(chǎn)數(shù)量。

與IBM的其他量子計(jì)算機(jī)一樣，用戶只能通過(guò)云端訪問(wèn)，公司和研究機(jī)構(gòu)可以在IBM Q Network上購(gòu)買(mǎi)使用時(shí)間。IBM還宣布了兩個(gè)新客戶：能源巨頭ExxonMobil(?？松梨?，以及制造出大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)的歐洲研究實(shí)驗(yàn)室CERN(歐洲原子核研究中心)。

說(shuō)到量子計(jì)算，我們必須知道量子位，或者說(shuō)量子比特，這些是量子計(jì)算機(jī)所使用的基本信息單位。不像常規(guī)比特將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為1或0，量子比特充分利用了名為疊加的量子現(xiàn)象。這意味著它們實(shí)際上同時(shí)以1和0存在。這種計(jì)算的優(yōu)勢(shì)在于，它可以成倍地增加你可以處理的信息量。能夠作為1或0存在的一對(duì)量子比特可以體現(xiàn)四種可能的狀態(tài)。三個(gè)量子比特可以體現(xiàn)八種狀態(tài)。300個(gè)量子比特可以體現(xiàn)的狀態(tài)比整個(gè)宇宙中的原子總數(shù)還多。

那么Q System One有什么特別之處呢?

IBM表示，主要的成就是將一種實(shí)驗(yàn)量子機(jī)器變成了可靠性(和外觀)更接近大型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)。量子計(jì)算極其復(fù)雜精妙。芯片需要保持在凍結(jié)溫度，并且易受微小的電流波動(dòng)或物理振動(dòng)所干擾。IBM表示，Q System One可以將這些問(wèn)題最小化。

“這是IBM為市場(chǎng)帶來(lái)的技術(shù)，其他人沒(méi)有真正這么做。我們知道如何做集成系統(tǒng)。”IBM的量子研究副總裁Bob Sutor表示，“量子計(jì)算機(jī)的電子產(chǎn)品不是可以現(xiàn)成買(mǎi)到的。你需要一個(gè)溫度控制環(huán)境，需要盡量減少振動(dòng)，盡量減少可能干擾量子計(jì)算的任何因素。”

Sutor表示，像Q System One這樣的機(jī)器的一個(gè)實(shí)際優(yōu)勢(shì)是它減少了研究中的停止運(yùn)行期。在一次電源激增引起的混亂或技術(shù)人員的不滿情緒后，重新設(shè)置一個(gè)量子計(jì)算機(jī)，在像Q System One這樣的設(shè)備上要快得多。Sutor說(shuō)：“過(guò)去需要幾天或幾周的時(shí)間，現(xiàn)在只需要一小時(shí)或幾天。”雖然這些聽(tīng)起來(lái)像是邊際收益，但如果我們能借助量子計(jì)算機(jī)來(lái)以我們所夢(mèng)想的方式改變世界(例如發(fā)現(xiàn)新的藥物、發(fā)掘核聚變能量)，可靠的研究絕對(duì)是關(guān)鍵。

也許同樣重要的是，Q System One看起來(lái)是其中的一部分。這臺(tái)機(jī)器是由Map Project Office設(shè)計(jì)，該公司是一家工業(yè)設(shè)計(jì)咨詢(xún)公司，曾與Sonos、本田和Graphcore等公司合作過(guò)。Q System One被裝在一個(gè)9英尺高的硼硅玻璃立方體中，精致的內(nèi)部結(jié)構(gòu)裹以一層閃亮的圓形黑色外殼。這讓人聯(lián)想起蘋(píng)果2013年版的Mac Pro和電影《2001年：太空漫游》中的Monolith。它看起來(lái)像是來(lái)自未來(lái)的計(jì)算機(jī)。

對(duì)于IBM來(lái)說(shuō)，這不僅僅是一個(gè)附加好處，而是計(jì)劃的一部分。這家擁有107年歷史的公司可能仍會(huì)在每個(gè)季度獲得數(shù)十億美元的收入(主要來(lái)自傳統(tǒng)的企業(yè)交易)，但它面臨著一些分析師所說(shuō)的“不可逆轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)性衰退”。“在科技行業(yè)最新的增長(zhǎng)領(lǐng)域：移動(dòng)和云計(jì)算均未能取得領(lǐng)先地位，而且它需要新的收入來(lái)源來(lái)度過(guò)第二個(gè)世紀(jì)。人工智能是一個(gè)賭注，量子計(jì)算是另一個(gè)。”

Sutor指出，Q System One應(yīng)該激發(fā)人們的信心——無(wú)論是在量子計(jì)算領(lǐng)域還是在IBM本身。“當(dāng)人們看到量子計(jì)算系統(tǒng)的時(shí)候，他們的眼睛就會(huì)發(fā)光，這是由于他們明白，這種傳聞中或者太過(guò)未來(lái)色彩的系統(tǒng)現(xiàn)在終于開(kāi)始生產(chǎn)出來(lái)了。他們看到這種系統(tǒng)后可以說(shuō)‘啊，IBM看到了前方的道路!’”

像Q System One這樣的機(jī)器在這些術(shù)語(yǔ)上仍然有用，讓人們得以一瞥未來(lái)。但是我們需要記住的是：還有很多工作要做。Hensinger表示，“我不認(rèn)為這是一個(gè)突破，但這是實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算邁向商業(yè)化的重要一步。”