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IBM已經(jīng)成功構(gòu)建50量子比特的量子計(jì)算處理器的樣機(jī)并在IBM Q系統(tǒng)中使用

yrlT_lianggezhi ? 2018-01-15 15:16 ? 次閱讀

IBM發(fā)布消息稱(chēng)已經(jīng)構(gòu)建成功50量子比特的量子計(jì)算處理器的樣機(jī),將使用在下一代的IBM Q系統(tǒng)中,提供給客戶(hù)。

BM的量子計(jì)算和人工智能研究部門(mén)的負(fù)責(zé)人Dario Gil在接受紐約時(shí)報(bào)采訪時(shí)稱(chēng),此前全世界還沒(méi)有一家公司可以在這樣的尺度上構(gòu)建一個(gè)量子計(jì)算機(jī),與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)相比,量子計(jì)算機(jī)能夠達(dá)到驚人的計(jì)算能力。

IBM公司日前宣布其量子處理器取得了兩項(xiàng)重大的進(jìn)展,包括首款上線的IBM Q系統(tǒng)將配備20量子比特處理器,同時(shí)在超導(dǎo)量子比特設(shè)計(jì)、連接性和應(yīng)用開(kāi)發(fā)包方面都將有所改善。該系統(tǒng)的一致性時(shí)間(Coherence times,即可用于執(zhí)行量子計(jì)算的時(shí)間量)平均可達(dá)90微秒,居業(yè)界首位,而且允許高保真的量子運(yùn)算。

同時(shí),IBM還成功構(gòu)建并測(cè)量了具有類(lèi)似性能指標(biāo)的50量子比特原型處理器。這款新的處理器擴(kuò)展了20量子比特架構(gòu),將會(huì)在下一代IBM Q系統(tǒng)中使用。

到2017年年底,客戶(hù)就可以在線體驗(yàn)首款I(lǐng)BM Q系統(tǒng)的計(jì)算能力,IBM還計(jì)劃在2018年推出一系列技術(shù)升級(jí),向客戶(hù)提供高級(jí)的可擴(kuò)展通用量子計(jì)算系統(tǒng),供他們探索實(shí)際應(yīng)用。

2016年5月,IBM發(fā)布了可供人們?cè)诰€訪問(wèn)的量子計(jì)算機(jī)。此后,歷經(jīng)三代科學(xué)家的不懈努力,IBM在量子計(jì)算硬件領(lǐng)域終于獲得了此次的最新進(jìn)展。

在18個(gè)月的時(shí)間里,IBM已經(jīng)通過(guò)IBM Q體驗(yàn)網(wǎng)站上線了5量子比特和16量子比特的系統(tǒng),以供公眾訪問(wèn),同時(shí)還開(kāi)發(fā)出了全球最高級(jí)的量子計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)。

在接下來(lái)的一年里,IBM Q系統(tǒng)的科學(xué)家將會(huì)繼續(xù)從多個(gè)方面改善量子設(shè)備,包括量子比特的質(zhì)量、電路連接性、運(yùn)算錯(cuò)誤率等等,進(jìn)而提升量子算法的運(yùn)行深度。

舉例來(lái)說(shuō),IBM的團(tuán)隊(duì)曾在6個(gè)月內(nèi)使20量子比特處理器的一致性時(shí)間翻了一番,最終在IBM Q體驗(yàn)網(wǎng)站上向公眾推出了5量子比特和16量子比特的系統(tǒng)。

除了構(gòu)建工作系統(tǒng)之外,IBM還致力于發(fā)展其強(qiáng)大的量子計(jì)算生態(tài)系統(tǒng),包括開(kāi)源軟件工具、近期系統(tǒng)所需的應(yīng)用,以及量子社區(qū)所需的培訓(xùn)與支持材料等。

通過(guò)IBM Q體驗(yàn)網(wǎng)站,超過(guò)60000名用戶(hù)進(jìn)行了超過(guò)170萬(wàn)次量子實(shí)驗(yàn),并發(fā)表了超過(guò)35篇第三方研究出版物。

注冊(cè)用戶(hù)來(lái)自全球各地的1500多所大學(xué)、300所高中及300家私營(yíng)機(jī)構(gòu),而且許多用戶(hù)已經(jīng)將訪問(wèn)IBM Q體驗(yàn)網(wǎng)站作為他們的正式培訓(xùn)環(huán)節(jié)之一。

這種開(kāi)放性訪問(wèn)與開(kāi)放性研究的方式,對(duì)于加速量子計(jì)算學(xué)習(xí)與實(shí)施而言非常關(guān)鍵。

普林斯頓大學(xué)電氣工程教授Andrew Houck表示:“IBM Q體驗(yàn)網(wǎng)站和QISKit已成為我的量子計(jì)算課堂教學(xué)的一部分,對(duì)我而言,它們非常重要。就在幾年前,量子計(jì)算課程主要教授理論,學(xué)生們也很感興趣,但總感覺(jué)所描述的內(nèi)容離我們很遙遠(yuǎn)。”

“借助IBM提供的豐富資源,我可以讓我的學(xué)生在課后練習(xí)中,在真實(shí)的量子計(jì)算機(jī)上運(yùn)行實(shí)際的量子算法!這種方式讓他們明白,量子計(jì)算是一種真實(shí)的技術(shù),而不是空想。曾經(jīng)看似遙不可及的事情,現(xiàn)在,學(xué)生們?cè)诖髮W(xué)宿舍里就可以體驗(yàn)到。量子計(jì)算課程的注冊(cè)目前非?;鸨?,各個(gè)學(xué)科的優(yōu)秀學(xué)生都對(duì)這門(mén)課程很感興趣?!?/p>

20世紀(jì)最重要的一些技術(shù)進(jìn)步都是由數(shù)十年來(lái)的基礎(chǔ)科學(xué)探索促成的,而這些探索一開(kāi)始的目的只是想要拓展人類(lèi)的知識(shí)。

當(dāng)愛(ài)因斯坦發(fā)現(xiàn)相對(duì)論之時(shí),他完全想不到這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)將會(huì)成為現(xiàn)代導(dǎo)航技術(shù)的重要組成部分。量子科學(xué)的故事同樣如此。

IBM已經(jīng)成功構(gòu)建50量子比特的量子計(jì)算處理器的樣機(jī)并在IBM Q系統(tǒng)中使用

量子計(jì)算的愿景是:解決遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)際應(yīng)用范疇的特定問(wèn)題,比如化學(xué)模擬、優(yōu)化類(lèi)型等問(wèn)題。

在《自然》雜志近期發(fā)表的一篇論文中,IBM Q系統(tǒng)的團(tuán)隊(duì)開(kāi)創(chuàng)了一種基于量子硬件的新的化學(xué)問(wèn)題解決方法,通過(guò)這種方法,將有望在未來(lái)改變新藥物與新材料的發(fā)現(xiàn)方式。

在QISKit教程中,我們提供了一個(gè)Jupyter筆記本,用戶(hù)可通過(guò)該筆記本中的描述,重復(fù)實(shí)現(xiàn)該論文中所描述的量子化學(xué)突破的相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

此外,我們還提供了其他一些類(lèi)似的教程,其中詳細(xì)介紹了如何在IBM的量子硬件上解決MaxCut和Traveling Salesman等優(yōu)化問(wèn)題。

IBM已經(jīng)成功構(gòu)建50量子比特的量子計(jì)算處理器的樣機(jī)并在IBM Q系統(tǒng)中使用

這些突破性的進(jìn)展表明有望通過(guò)近期的量子設(shè)備解決有趣的問(wèn)題,也有望發(fā)掘出量子計(jì)算機(jī)相比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)所在。

在通過(guò)小規(guī)模通用量子計(jì)算系統(tǒng)解決問(wèn)題方面,IBM已經(jīng)邁出了一大步,希望使量子計(jì)算系統(tǒng)在不遠(yuǎn)的未來(lái)得到實(shí)際運(yùn)用。

盡管目前尚處于初步階段,科學(xué)家希望能夠開(kāi)發(fā)量子計(jì)算真正的潛力。

量子計(jì)算將在未來(lái)數(shù)年內(nèi)在化學(xué),優(yōu)選法,以及機(jī)器學(xué)習(xí)等領(lǐng)域打開(kāi)嶄新的大門(mén),也許還將重新定義計(jì)算。

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原文標(biāo)題:IBM搞定50量子比特量子計(jì)算處理器:能力恐怖

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