2016年3月31日，加拿大總理特魯多在華盛頓商會發(fā)表演講。有記者打趣問特魯多關(guān)于量子計算機學(xué)的問題，但擔(dān)心造成尷尬，隨即把問題轉(zhuǎn)向“伊斯蘭國”(ISIS)。

不過，特魯多出乎眾人所料，準(zhǔn)確講出量子計算機學(xué)的定義，他說：“普通計算機的運作是二進(jìn)制系統(tǒng)，要么是0，要么是1。量子狀態(tài)則復(fù)雜得多，因為我們知道物質(zhì)可以同時是粒子和波，量子狀態(tài)不確定的特性，使我們在較小的計算機內(nèi)將更多信息編成代碼。”讓全場人士驚訝。

量子計算是最深奧的計算。通常來說，這樣一項復(fù)雜、試驗性的技術(shù)都掌握在Google、NASA等巨頭中，但未來這種現(xiàn)狀或許要發(fā)生變化了。

據(jù)《連線》雜志報道，IBM今天發(fā)布了一項免費的量子計算云服務(wù)，讓所有人都可以使用其五量子位量子計算機。

這臺量子計算機由IBM位于紐約市約克敦海茨實驗室的研究員研發(fā)，用戶在接入互聯(lián)網(wǎng)的前提下， 只需要利用一個簡單的軟件接口就可以訪問該量子計算機。

這個新服務(wù)日后或?qū)⒊蔀橄M者日常都會使用到的，但對背后致力于構(gòu)建一個實用的量子計算機的研發(fā)人員來說，這是破天荒的大事。在這個意義上說，IBM又為人類量子計算的進(jìn)步做出了貢獻(xiàn)。

雖然IBM這么做很明顯是想秀一秀自家的量子計算機，但如亞琛工業(yè)大學(xué)量子信息研究所教授、量子計算機研究先驅(qū)David DiVincenzo所言，隨著研究員努力尋求解鎖該技術(shù)的新領(lǐng)域時，包括從了解DNA序列到股票市場預(yù)測，開放量子計算機云服務(wù)確實能夠給外界帶來更多，它可以幫助我們更深入地了解量子計算機。

研究實用性量子計算機的過程中，有些人旨在模擬單個分子相互作用的方式，而另一些人則希望將量子計算機研究擴展至人工智能領(lǐng)域的機器學(xué)習(xí)。

Google和NASA那臺總值上千萬美元的D-Wave量子計算機要做的事情，雖然這臺機器的爭議仍然存在，但它至少在某些情況下表現(xiàn)出了量子屬性。

遇見量子位

今天的計算機都把數(shù)據(jù)儲存在極微型的晶體管當(dāng)中。每個晶體管可以容納一個“比特”的信息：1或0。但大約在三十年前，科學(xué)家提出了一種機器計算概念，它可以超越二進(jìn)制系統(tǒng)，可以將數(shù)據(jù)儲存在根據(jù)神奇的量子力學(xué)原理打造的系統(tǒng)當(dāng)中。不僅是0或1，一個“比特”信息有可能同時是粒子和波，同時儲存——這就是所謂的疊加原理。

同樣地，兩個比特單位可以同時容納4個值：00，01，10和11。如果你繼續(xù)添加量子位，理論上說就可以創(chuàng)建起一個比今天任何計算機都要強大的存在。

“這些事情是你不能用普通邏輯來解釋，”前耶魯大學(xué)研究員，如今幫助監(jiān)督IBM量子計算工作的Jerry Chow表示，“量子計算和量子算法的問題都是：你將要怎么利用它們呢?”

但這樣的超級機器還不存在?，F(xiàn)在看來，量子位還是不穩(wěn)定的東西。如果你試圖觀察量子系統(tǒng)的狀態(tài)，它們會“散屑(使檢波器恢復(fù)常態(tài))”，陷入另一種狀態(tài)，而且不再擁有0和1，而是只有0或1，就像今天的傳統(tǒng)計算機。

要建造一個真正的量子計算機，研究人員必須抓住量子位從一個狀態(tài)散屑進(jìn)入另一個相對的狀態(tài)的機會。

穩(wěn)定：每次測試的結(jié)果都相同

這樣做的方法有很多，雖然沒有真正攻克了這個難題，但部分方法還是很有希望的。IBM已經(jīng)建立起一個將超導(dǎo)電路下放到巨型零度以下大冰箱的量子計算機，并擴展到五量子位。

但是現(xiàn)在，IBM希望加快進(jìn)度，今早將計算能力推上50甚至100個量子位，因而決定與世界共享這臺機器。

滑鐵盧大學(xué)量子計算研究所教授David Cory表示，這種在線的量子計算機——一個量子云服務(wù)是前所未有的，建立這樣一個服務(wù)比你預(yù)期的要困難得多。

他補充說，IBM所做的是對的。該服務(wù)的界面易于使用，“任何對量子計算機有所了解的學(xué)生都知道如何與這個設(shè)備交互。”

Cory周末對IBM這個新服務(wù)進(jìn)行了試用，讓他吃驚的是：這個系統(tǒng)相當(dāng)穩(wěn)定——每一次測試它幾乎都得到了相同的結(jié)果。這在傳統(tǒng)計算機中是個尋常的現(xiàn)象，但在基本都是圍繞捕獲概率展開的量子計算機世界中，結(jié)果的穩(wěn)定一致就意味著標(biāo)志性的進(jìn)步。