毫無(wú)疑問(wèn)，量子計(jì)算是屬于未來(lái)的技術(shù)，按照中科院量子信息與量子科技前沿卓越創(chuàng)新中心的成員張文卓的話說(shuō)：「如果一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)的單次運(yùn)算速度達(dá)到目前民用電腦 CPU 的級(jí)別， 那么一臺(tái) 64 位量子計(jì)算機(jī)的速度將是目前世界上最快的『天河二號(hào)』超級(jí)計(jì)算機(jī)的 545 萬(wàn)億倍！」

在業(yè)界來(lái)看，微軟、IBM 和 Google 是其中主要的下注者，微軟全球執(zhí)行副總裁沈向洋就表示量子計(jì)算將在 15 年內(nèi)完全實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。而 Google 也是其中不可忽視的一股力量，2013 年，Google 宣布和美國(guó)國(guó)家航天局（NASA）聯(lián)合成立量子人工智能實(shí)驗(yàn)室專門(mén)研究量子計(jì)算機(jī)。科研實(shí)力強(qiáng)大的 IBM 也早就在這個(gè)領(lǐng)域布局很久了，去年，IBM 甚至宣布將公司的量子計(jì)算機(jī)接入云端服務(wù)向大眾公開(kāi)，用戶登錄后將能夠使用一臺(tái) 5 量子比特（qubits，量子位）的量子計(jì)算機(jī)以進(jìn)行算法或?qū)嶒?yàn)?zāi)M。

一切都顯示，量子計(jì)算正在迎來(lái)自己飛速發(fā)展的時(shí)代。

而昨天，這個(gè)領(lǐng)域又有大新聞爆出，IBM 宣布他們將在今年年內(nèi)推出全球首個(gè)商業(yè)「通用」量子計(jì)算服務(wù)，并將之命名為 IBM Q。IBM Q 是 50 量子比特的量子計(jì)算機(jī)，能夠?yàn)橛脩籼峁└顿M(fèi)式量子咨詢和服務(wù)。而它將通過(guò) IBM 的云平臺(tái)對(duì)外服務(wù)。

同時(shí)，他們昨天還宣布了兩個(gè)消息：

為 IBM Quantum Experience 發(fā)布了新的 API 接口，使開(kāi)發(fā)人員和程序員能夠在云上使用其現(xiàn)有的五個(gè)量子位量子計(jì)算機(jī)，不用具備量子物理學(xué)的知識(shí)背景也能使用無(wú)憂。

在 IBM Quantum Experience 上發(fā)布升級(jí)的模擬器，可以對(duì)高達(dá) 20 個(gè)量子比特的電路進(jìn)行建模。在 2017 年上半年，IBM 計(jì)劃在 IBM Quantum Experience 上發(fā)布一個(gè)完整的 SDK（軟件開(kāi)發(fā)工具包），以便用戶構(gòu)建簡(jiǎn)單的量子應(yīng)用程序和軟件程序。

Quantum Experience 是 IBM 去年上線的量子運(yùn)算云平臺(tái)，它能使任何人都可以通過(guò) IBM Cloud 連接到 IBM 的量子處理器上，從而可以進(jìn)行算法運(yùn)算和相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。IBM 表示，Quantum Experience 推出至今在 100 多個(gè)國(guó)家實(shí)施，超過(guò) 4 萬(wàn)用戶在上面執(zhí)行 27.5 萬(wàn)項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。合作的學(xué)術(shù)研究單位包括麻省理工學(xué)院、瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院等。

目前，IBM 最大的量子計(jì)算機(jī)有 5 個(gè)量子比特。不過(guò)他們希望通過(guò)繼續(xù)加大投入能夠開(kāi)發(fā)出 50 個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)。「在接下來(lái)的幾年里，我們將把它放在云上商業(yè)化讓人們使用」，IBM 量子計(jì)算部門(mén)副總裁兼首席技術(shù)官 Scott Crowder 說(shuō)道。他同時(shí)表示 IBM 在未來(lái)幾年的目標(biāo)是著眼于讓量子計(jì)算機(jī)開(kāi)始能逐漸處理傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)沒(méi)辦法解決的那些問(wèn)題。

MIT 電子工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)教授、物理學(xué)教授 Isaac Chuang 也表示：「要使量子計(jì)算有意義，我們需要操作量子計(jì)算機(jī)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。在 2016 年秋季學(xué)期的 MITx 量子信息科學(xué)的課程上，我們把 IBM Quantum Experience 作為在線課程的一部分面對(duì)全世界的 1800 人授課。現(xiàn)在他們可以在 IBM 的量子處理器上做實(shí)驗(yàn)，測(cè)試他們學(xué)過(guò)的量子計(jì)算原理和理論。」

距離真正發(fā)揮作用還有很長(zhǎng)的路要走

量子計(jì)算的潛力顯而易見(jiàn)，這背后也包括了摩爾定律經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展?jié)u漸失效，人們也需要新的技術(shù)來(lái)代替已有的計(jì)算能力。在已經(jīng)簡(jiǎn)單為大家介紹過(guò)它的理論能力。

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，量子計(jì)算機(jī)是就用量子比特作為運(yùn)算單元的一種計(jì)算機(jī)，它具有天然的并行計(jì)算能力。一個(gè)經(jīng)典比特只存在 0 或 1 兩種狀態(tài)，而一個(gè)量子比特不僅可以處于 0，1 兩種狀態(tài)，還可以處于 0 和 1 的疊加態(tài)。理論上，250 個(gè)量子比特的存儲(chǔ)器就能夠同時(shí)存儲(chǔ)比宇宙中的原子數(shù)目還要多的數(shù)據(jù)，這就是量子計(jì)算機(jī)擁有巨大并行運(yùn)算能力的原因。

目前，作為已經(jīng)在這個(gè)領(lǐng)域耕耘了 35 年的 IBM，他們正在努力說(shuō)服更多的開(kāi)發(fā)者開(kāi)始嘗試這種新技術(shù)，以便他們有一天可以利用這項(xiàng)技術(shù)在化學(xué)、醫(yī)學(xué)、物流、金融和其他科學(xué)和工業(yè)領(lǐng)域取得突破。

根據(jù)外媒 的說(shuō)法，IBM 的發(fā)言人表示他們目前在研究的一個(gè)領(lǐng)域是化學(xué)，他們?cè)谠噲D模擬分子的運(yùn)動(dòng)變化，因?yàn)椤讣词故窍窨Х纫蜻@樣的簡(jiǎn)單分子，分子中的量子態(tài)數(shù)量也可能非常大」，這位發(fā)言人表示。

不過(guò)，雖然大家都認(rèn)為量子計(jì)算是一股不可阻擋的趨勢(shì)，乃至于微軟全球執(zhí)行副總裁沈向洋向極客公園表示「10 年之內(nèi)一定會(huì)出現(xiàn)真正有用的量子計(jì)算機(jī)」。但現(xiàn)實(shí)的情況恐怕更加復(fù)雜。

哈佛大學(xué)教授加來(lái)道雄就表示：「雖然有關(guān)項(xiàng)目對(duì)量子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)是很樂(lè)觀的，但是，那還是幾十個(gè)原子凝聚的量子計(jì)算機(jī)項(xiàng)目。在今后五年到十年內(nèi)，科學(xué)家用幾十個(gè)原子凝聚制作量子計(jì)算機(jī)會(huì)有很大的突破，新的和更困難的問(wèn)題會(huì)得到解決。然而，按照預(yù)期使用幾百個(gè)、幾千個(gè)或幾百萬(wàn)個(gè)原子聚集制作量子計(jì)算機(jī)，還需要幾十年的努力。」

但無(wú)論如何，作為屬于未來(lái)技術(shù)，量子計(jì)算已經(jīng)繼人工智能系統(tǒng)「Watson」之后成為了 IBM 又一個(gè)核心戰(zhàn)略，在這個(gè)只有巨頭參與的競(jìng)技場(chǎng)中，我們恐怕還得等若干年才能真正見(jiàn)到最后的贏家。