IBM近日宣布了一項新業(yè)務(wù)“IBM Q”，旨在向企業(yè)和科研單位提供一種商用化的量子計算平臺,。
1989年,，IBM用35個氙原子拼寫公司名稱。最近,，IBM成立了新的業(yè)務(wù)部，推動量子計算業(yè)務(wù)的發(fā)展,。IBM花了35年時間研究,，現(xiàn)在量子計算終于走向真實世界，向客戶推廣了,。也許再過幾年,，量子計算機就可以幫助亞馬遜加快送貨速度了。
IBM量子計算部門CTO,、副總裁斯科特·克勞德（Scott Crowder）表示：“從今年開始,，我們會讓特定產(chǎn)業(yè)合作伙伴接入量子系統(tǒng)?！?/p>
許多企業(yè)將賭注下在量子計算上,。量子計算是一項突破性技術(shù)，它可以給計算帶來巨大進步,。為什么今天的智能手表和上世紀(jì)的大型主機一樣強大,？看看摩爾定律就知道了，在過去幾十年里芯片的進化與摩爾定律保持一致?，F(xiàn)在一些計算機技術(shù)已經(jīng)停滯不前,，正因如此，2017年的筆記本并沒有比2010年的筆記本快多少,。
克勞德稱：“摩爾定律難以為繼,。”量子計算機只是傳統(tǒng)計算機的補充,，而不是替代者,。克勞德說：“有些問題傳統(tǒng)計算機無法解決,，我們可以用量子計算機解決,。”
原子的行為和屬性比較特殊,，量子計算機正是利用了這些特殊性,，不過量子計算機相當(dāng)復(fù)雜，就連物理學(xué)家也難以理解,。大學(xué)和政府實驗室對量子計算機很感興趣,，一些創(chuàng)業(yè)公司（比如Rigetti、D-Wave）積極研究,，微軟,、英特爾,、谷歌的研發(fā)部門也參與進來。
盡管如此,，量子計算仍然處在發(fā)展初期,，即使技術(shù)成熟了，也不要指望出會有量子iPhone出現(xiàn),。IBM量子計算機必須在極低的溫度下運行,，到底有多低呢？與絕對零度相差只有幾分之一度,，比外太空還要冷,。只有溫度足夠低，內(nèi)部的鈮和鋁組件才不會受到外部環(huán)境的影響,。光是制冷就需要幾天時間,。正因如此，客戶使用IBM量子計算機必須通過網(wǎng)絡(luò)進行,，并不是將量子計算機買來放在桌子上,，或者放進數(shù)據(jù)中心。
用在化學(xué)和安全領(lǐng)域
量子計算機到底能夠完成什么工作呢,？早期階段,，企業(yè)的主要任務(wù)是讓量子計算機有效運轉(zhuǎn)、可靠穩(wěn)定,。
之后,，量子計算機可以完成下面一些工作：
——量子化學(xué)工作，例如預(yù)測微粒是如何作用的,，開發(fā)新藥物時可以用得上。
——物流項目,，在假日購物旺季,，量子計算機可以尋找最有效的方案，加快貨物運送速度,。
——安全,，在給定的時間段，有些數(shù)學(xué)問題用今天的主流方法無法解決,，量子計算機可以,，我們可以用量子物理構(gòu)建新的安全方案。
量子計算尤其適合于化學(xué)領(lǐng)域,。例如,，工廠需要大量的能源制造肥料，成本高昂,，用微小的細菌同樣可以制造,，效率高得多,。IBM實驗量子計算團隊管理人員杰瑞·周（Jerry Chow）說：“我們可以用量子計算機搞清反應(yīng)是怎樣的?！彼€說,，有了量子計算機，研究人員可以從分子層面分析變化,，以前采用的方法很笨拙,，只能進行試錯實驗。
IBM相信,，量子計算機可以讓投資者更好地理解財務(wù)數(shù)據(jù)和風(fēng)險,。AI正在崛起，在某些情況下沒有太多的信息,，計算機仍要根據(jù)信息做決策,，有了量子計算，AI會變得更強大,。
量子計算的主要任務(wù)就是分析大量的可能性,。例如，要破解密碼需要測試大量的數(shù)字,，從中找到數(shù)字密鑰,，破解專用數(shù)據(jù)，量子計算破解速度很快,。
不要太擔(dān)心,，這種可能性仍然離現(xiàn)實有些遙遠。政府,、企業(yè)正在開發(fā)新的量子驗證算法,。
不可思議的技術(shù)
量子時代將為計算詞匯添加許多新術(shù)語，比如低溫隔離,、約瑟夫遜結(jié),、退相干。在處理數(shù)據(jù)時,，除了傳統(tǒng)計算的“與”“或”邏輯門,，還有來自量子計算的哈達瑪(Hadamard)門、Pauli-X門,。
按照設(shè)計,，量子計算機用“量子比特（qubits）”存儲數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)計算機使用的是傳統(tǒng)比特,，小型數(shù)據(jù)單元用0或者1記錄,。1個量子位可以同時存儲0和1，通過量子疊加實現(xiàn)。
照此計算,，1個量子位可以存儲兩種狀態(tài)的信息,，也就是0和1；2個量子位就可以存儲4種狀態(tài)的信息,，3個8種,，4個16種。
由于在相同的量子位中存儲了許多疊加數(shù)據(jù),，量子計算機可以用更快的速度尋找多種可能的解決方案,，比傳統(tǒng)計算機快得多。
盡管如此,，在實際使用時仍然存在許多困難,。例如，許多1或者0通過疊加在糾纏態(tài)量子位中存儲,，當(dāng)我們?yōu)槟硞€計算問題尋找答案時,，答案可能會隱藏在某些1和0的特定組合中。如果從量子位中讀取數(shù)據(jù),，所有量子位的狀態(tài)就會“塌縮”(collapse),，變成一種1和0的集合，這種集合并不一定能給出正確的答案,。所以問題很復(fù)雜,。
摸索前進
要想搞清量子計算還要花很長的時間。正因如此,，IBM,、微軟、谷歌才會提供模擬量子計算機,。2016年,，IBM開通了一個名叫“Quantum Experience”的網(wǎng)站，讓外界試用5量子位計算機,。
克勞德稱,，如果量子位超過30，筆記本電腦就無法模擬了,。未來幾年，IBM Q量子計算機會擴大到50量子位,。
只有當(dāng)企業(yè)在運營中使用量子計算,，業(yè)務(wù)才會真正取得突破?？藙诘抡f,，量子位達到1000左右才能實現(xiàn)這一目標(biāo)。讓量子位達到100萬，這是一個大門檻,，當(dāng)規(guī)模如此龐大時,，量子計算機就可以克服錯誤問題。與傳統(tǒng)計算相比,，錯誤對于量子計算的影響更大,。
克勞德稱：“在量子系統(tǒng)中容錯率更低，所以必須增加量子位,，可能還要十多年才能解決,。”