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IBM已开发第一台独立量子计算机

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发表于 2019-1-9 22:26:23 | 显示全部楼层 |阅读模式
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信息的表现形式经历了无数迭代与变革。从“会说话的非洲鼓”到早期的分析机,到现代电子计算机,再到今天的量子计算机。

那么近年来被频频提到的量子计算机到底有什么特别之处?

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量子计算机所使用的计算方法,比目前计算机通用的二进制计算法更高级。它的运算能力,也超越现在世界上最顶级的超级计算机。同样1个存储位,量子计算机能存储比普通计算机更多的数据;更重要的是,量子计算机还可以用数学方法同时操作这些海量数据,节省了运行时间,极大地提高工作效率,也使得量子计算机在核爆炸地模拟,密码破译等领域,优势非常突出。量子计算机是新概念、高性能计算领域公认的发展趋势。

北京时间1月8日,据英国《金融时报》报道,IBM已开发了第一台独立的量子计算机,将一些全球最先进的科学技术集成到一个9英尺的玻璃立方体内。公司在今年的拉斯维加斯国际消费电子展上首次公开了这一名为IBM Q System One的系统。

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到目前为止,这是全球唯一的一台独立量子计算机。尽管不排除IBM某一天出售这类系统的可能性,公司眼下的商业计划更倾向于通过互联网出租、而不是直接面向客户出售这些新硬件。

量子计算机,顾名思义,即采用量子力学的能力处理计算,其计算能力之大足以让今天的计算机悉数成为历史。然而,这类量子计算机目前仍仅分散地存在于研究实验室内。他们由多个元素构成:容纳处理计算的量子比特的加固室;液氦罐和其他低温设备,使量子比特的温度保持在绝对零度左右;以及电子装置,用以控制量子比特的动作并“读取”它们的输出,还有连接这一切元素的电缆。

将所有这些组合在一起,构成第一代的通用集成量子计算机,对素来以系统公司自居的IBM来说,“具有划时代的意义”,IBM研究院的首席操作官达里奥·吉尔(DarioGil)说道。IBM的历史,即是设计和开发当时最先进的计算系统的历史,从上世纪50年代的700系列大型机和System/360开始,一直到60和70年代将计算推向商业世界。

为了将量子系统集成到半英寸厚的玻璃外壳中,IBM必须要开发出自己的电子设备来控制系统。公司还必须找到方法来实现完美的温度控制,并防止震动,以确保系统的实际性能与在实验室内的一致。

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量子计算机的工作原理在于将其量子比特置于称为“叠加”的临时状态,这时候这些量子比特可以代表标准计算机中的“1”和“0”。量子比特的状态极易受到干扰,并且延长其能够维持量子状态的时间(相干时间)已成为业内的主要挑战之一。IBM表示,新系统中的量子比特能够维持的相干时间为75微妙,据悉这是通用量子计算机的最佳时间长度。

工业设计也发挥了作用。IBM素来以设计自己的旗舰机器为长。值得注意的标志性事件为超级电脑深蓝,第一台击败人类国际象棋卫冕冠军的电脑。

相比之下,第一代集成量子系统呈现出一种怪诞的虚无感。设备的大部分组件都隐藏在立方体后面。量子比特位于一个悬挂在立方体顶部的高度抛光的钢制圆管之中。整个设备一共有四个外壳来保护量子比特免受外界干扰,该抛光的钢制圆管是其中的首个保护壳。

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立方体内的空置空间不仅仅是为了好看,其设计背后亦考虑到了维护这一因素:立方体前端可通过特殊设计的悬臂式铰链打开,以便技术人员钻进立方体内部检修设备。

IBM的客户可以通过付费在公司的设备上运行量子计算机,来处理他们的内部计算。当被问及公司是否会出售这些新设备时,吉尔表示:“当然,你可以这样期待”,但是他又补充说,IBM暂时没有这样的计划。

参考来源:

    《新科学家》

    新浪科技


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