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

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

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，量子計算機的創(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。這是量子計算機之所以更強大的部分原因。”

IBM稱，雖然量子計算機要成為現(xiàn)實還有很長的路要走，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械屬性的完整性等方面取得的進步，為這種新的微型制造技術(shù)的試驗敞開了大門。

IBM團隊在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算研究進展。IBM正在試驗超導(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算機，但是，現(xiàn)在是開始思考這種計算機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)機械計算縮短了指數(shù)倍。舉例來說，一臺量子計算機能夠在一個切實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，就需要全世界的計算資源來做這個事情。然而從理論上說，在一臺量子計算機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擁有實際制造量子計算芯片的資源。

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)以便進行某個操作，準(zhǔn)確率達95%?？茖W(xué)家要使這種準(zhǔn)確率達到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)確程度使用量子計算機進行計算。

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。”