IBM将推出全球首个量子计算云服务 或成关键技术

（原标题：IBM将推出全球首个量子计算云服务 或成关键技术）

当地时间3月6日，IBM宣布：今年要推出全球第一个商业化量子计算云服务：IBM Q。这也是全球第一个收费的量子计算云服务系统。

目前，这个系统的运算能力还不如传统计算机。但IBM表示，未来，新系统可以为全球的研究人员服务，处理传统电脑无法解决的复杂计算，成为未来培育量子计算市场的关键。

IBM并没有透露IBM Q具体上线时间，也没有公开讨论这个系统现在有多强大，或访问费用是多少。但IBM称，已经建立第一批客户，商业合作伙伴将在这个系统上测试和开发自己的机器。

据IBM介绍，该系统建立在IBM现有云服务开发的专有技术基础上。2016年5月，IBM推出名为Quantum Experience的技术，这是一个任何人都可以免费访问的系统，由5个量子位构成，最近刚进行了页面更新。

该系统让全球的研究员在无量子计算机的情况下，提供平台来实现他们的量子算法。IBM的数据显示，Quantum Experience上线后，约有4万用户在线上做了27.5万个实验。“上线10个月，这个系统教会了我们很多东西。”IBM约克敦海茨研究中心量子计算实验室负责人杰瑞·周(Jerry Chow)在接受《自然》杂志采访时说。

《自然》杂志认为，量子计算云服务会成为未来通用量子计算机竞争的关键。IBM在量子计算领域里的布局就是围绕这项技术构建的，他们希望建立量子计算社区和生态系统。

量子计算的挑战

与传统计算机相比，在量子计算中，量子位或量子位的信息可以同时有多个状态，而不是简单地表示0或1。从20世纪90年代开始，理论物理学家就已经开发了基于量子比特的算法，理论上这比传统计算机能更快地执行计算任务。量子计算机的出现将会给其他的研究方向，比如气候模拟、药物研究、以及材料科学带来巨大的进步。

但在实践中，科学家想获得足够多的量子位来运行任何算法却极具挑战。目前有两种技术可以帮助解决这一挑战。一是在电磁场的真空中捕获单个离子。另一个是将量子比特放在绝对零度以上的微观超导电路中。IBM的解决路径属于后者。

在近几年的发展中，谷歌也进入了该领域，在加利福尼亚的圣巴巴拉建立了超导量子比特实验室。无论是谷歌还是IBM，都已经宣布了自家建设量子计算机的路线图。有科学家分析称，要想让量子计算机真正地运行起来，大约需要50个量子位。但当前量子计算的最高记录仅为20个量子位，几乎不足以进行简单的计算。

程序员需要适应量子编程

所以当IBM推出Quantum Experience的5个量子位系统时，许多人认为这只是宣传的一个噱头。但马里兰大学帕克分校物理学家克里斯托弗·门罗(Christopher Monroe)却认为这是一个了不起的事。

原因在于，即使它不是一个最先进的计算机，但IBM克服了挑战才让Quantum Experience上线。这个系统让量子计算的研究员不再集中于物理学家，也让此前未接触过量子计算机的研究人员获得了机会。

“把机器放在云上运行是一件非常平常的事，但IBM花了许多精力才让系统能达到当前的水平。”门罗说。

《自然》杂志认为，Quantum Experience和IBM Q等开放系统的出现意味着，世界各地的研究人员都可以来研究解决量子编程所面临的挑战。与常规编程不同，在量子编程的过程中，程序员需要理解并适应物理量子位限制对编程的影响。

“真正的挑战是，你是否可以使你的算法在有瑕疵的硬件上依旧完好的运转。”麻省理工学院物理学家Isaac Chuang在接受《自然》杂志采访时说。

据周介绍，IBM Q所具备的量子位要比Quantum Experience多，但并没有透露具体数字是多少。

量子时代

除了IBM，微软、谷歌、英特尔都已经公布了自己的量子计算机开发计划，包括量子计算机中的组件，这些组件使用的材料与当今计算机所使用的不同。

IBM将推出全球首个量子计算云服务，采用付费模式

谷歌量子计算机

谷歌是外界公认的量子计算机领域的领头羊。谷歌进入量子计算的路径是：极小的超导电路。原理是用一股无电阻电流沿电流回路来回振荡，注入的微波信号使电流兴奋，从而让它进入叠加态。目前，谷歌已制造出9量子比特的机器，并计划今年增加至49量子比特。

当地时间3月3日，谷歌量子人工智能实验室的Masoud Mohseni、Peter Read、Hartmut Neven及其同事还在《自然》杂志上向外界描述了通向量子机器的投资蓝图。他们预测在几年内，基于CMOS(互补金属氧化物半导体，complementary metal oxide–semiconductor)技术的可控量子系统，在执行特定任务的速度上就会超过传统计算机。

谷歌的研究人员称，量子计算机领域很快就会出现爆发性的技术突破。但新硬件技术需要的相应算法能否及时出现还有待探讨。但随着量子计算机变得实用化，对其进行专门优化的算法必将逐渐进入人们的视野。量子计算机的发展不仅需要多学科互动，而且需要学界和业界紧密配合。制造足够可靠、可控、商业化的装置需要硬件水平的提升；解决现今硬件限制的实际问题需要启发式量子算法。

此外，针对早期量子计算装置，谷歌的研究人员还提出了三个可行的商业化应用：量子模拟、量子辅助优化和量子采样。