IBM研究部門的科學(xué)家今天稱，他們在量子計(jì)算方面取得了重大進(jìn)展，如今，工程師們已可以開始研制完全實(shí)用的量子計(jì)算機(jī)了。

這項(xiàng)技術(shù)突破允許科學(xué)家在初步計(jì)算中減少數(shù)據(jù)錯誤率，同時在量子位（qubits）中保持量子機(jī)械屬性的完整性。

位于美國紐約州約克城高地（Yorktown Heights）的IBM TJ沃森研究中心的物理信息主管馬克·凱琴（Mark Ketchen）稱，量子計(jì)算機(jī)的創(chuàng)建意味著數(shù)據(jù)處理能力將比目前的常規(guī)處理器提高許多倍。

同目前的傳統(tǒng)數(shù)位一樣，量子位有兩種可能的值：a0或者a1。區(qū)別只在于一個數(shù)位必須是0或1，而一個量子位卻可以是0、1，或者兩者的疊加。

凱琴稱，“如果取兩個量子位，那么我們可以同時得到00、01、10和11。如果取3個量子位，則可以同時有8種狀態(tài)（000、001、111等）。每增加一個量子位，就可以同時得到加倍狀態(tài)的數(shù)量。這是量子計(jì)算機(jī)之所以更強(qiáng)大的部分原因。”

IBM稱，雖然量子計(jì)算機(jī)要成為現(xiàn)實(shí)還有很長的路要走，也許要10至15年，但是，在減少差錯率和在量子位中保持量子機(jī)械屬性的完整性等方面取得的進(jìn)步，為這種新的微型制造技術(shù)的試驗(yàn)敞開了大門。

IBM團(tuán)隊(duì)在2月28日召開的美國物理學(xué)會一年一度的會議上展示了他們的量子計(jì)算研究進(jìn)展。IBM正在試驗(yàn)超導(dǎo)量子位。使用了為硅技術(shù)開發(fā)的成功的精細(xì)加工技術(shù)，不過卻是在一種藍(lán)寶石芯片上制造的。這就為有一天制造出數(shù)千個或數(shù)百萬個量子位提供了可能性。

凱琴表示，事情已經(jīng)發(fā)展到這個地方。雖然我們也許沒有準(zhǔn)備好建造一臺量子計(jì)算機(jī)，但是，現(xiàn)在是開始思考這種計(jì)算機(jī)是什么樣子和它能夠做什么的時候了。

在原子層級，原子及其組件（如電子）的行為是不同的，它們能適應(yīng)組成量子系統(tǒng)的量子物理學(xué)的規(guī)則。在這些狀態(tài)中，量子系統(tǒng)能夠以這種方式操作：某些數(shù)學(xué)問題的解決和邏輯操作所需要的時間要比傳統(tǒng)機(jī)械計(jì)算縮短了指數(shù)倍。舉例來說，一臺量子計(jì)算機(jī)能夠在一個切實(shí)可行的時間段里把一個非常大的整數(shù)分解為它的質(zhì)因數(shù)（如，3和5是15的因數(shù)），而使用傳統(tǒng)電子元件解決同樣的問題可能需要和宇宙年齡同樣久遠(yuǎn)的時間。

例如，目前最好的多核處理器能夠加密或解密150位密碼。但是，如果你想解密一個1000位密碼的話，就需要全世界的計(jì)算資源來做這個事情。然而從理論上說，在一臺量子計(jì)算機(jī)上解決這個問題只需幾個小時。

并不僅僅是IBM在研究量子計(jì)算。在圣巴巴拉的加州大學(xué)和耶魯大學(xué)也在做同樣的研究。然而，凱琴爭辯稱，只有IBM擁有實(shí)際制造量子計(jì)算芯片的資源。

凱琴表示，IBM目前已能夠在足夠長的時間里保持一個柵電極的狀態(tài)以便進(jìn)行某個操作，準(zhǔn)確率達(dá)95%。科學(xué)家要使這種準(zhǔn)確率達(dá)到99%以上。這樣才能把差錯率減少到這種程度：以人們可以接受的準(zhǔn)確程度使用量子計(jì)算機(jī)進(jìn)行計(jì)算。

凱琴表示，“一旦數(shù)據(jù)差錯率足夠小，我們就可以把許多柵電極組合在一起得到一個完美的量子位。這說明我們已經(jīng)獲得了入場券，可以開始制造一些東西并得到正確答案了。這還表明，我們必須開始更認(rèn)真地考慮制造更復(fù)雜的東西并且把這些東西組合在一起。”