IBM 希望“只要你建造了，他们就会来”，该公司于 3 月 6 日宣布，计划今年推出全球首个商用“通用”量子计算服务。该系统名为 IBM Q，可通过互联网付费访问。
至少目前还不会超越传统计算机。但该公司表示，该系统对于开发未来可以处理经典计算机目前无法处理的复杂计算的量子机器市场至关重要。这项云服务是打造有用的量子计算机的激烈竞争中的最新一击。
该项目建立在围绕 IBM 现有云计算服务开发的专业知识之上：量子体验，任何人都可以免费访问。该系统于 2016 年 5 月上线，最近升级了用户界面。“上线十个月让我们学到了很多，”IBM 位于纽约州约克镇高地的研究中心量子计算实验室负责人、物理学家杰瑞·周 (Jerry Chow) 说。它为世界各地的研究人员提供了一种练习构建量子算法的方法，而无需访问他们自己的量子计算机。周说，IBM 的总体战略是围绕其技术建立“一个社区和一个生态系统”。
支持科学新闻
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅，您将有助于确保有关当今塑造我们世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
该公司对其 IBM Q 何时上线守口如瓶，仅表示将在今年上线。它也没有透露该系统的功能有多强大，或者访问费用是多少。该公司表示，它已经确定了第一批客户，但不会透露他们的身份，只说几家商业合作伙伴将测试和开发他们自己的机器应用程序。
量子竞争
量子计算机利用亚原子物理学中违反直觉的特性，其中信息位（称为量子位或 qubit）可以同时假设多种状态，而不是像经典计算中的位那样简单地表示 0 或 1。从 20 世纪 90 年代开始，包括 IBM 的一些理论物理学家开发了基于量子位的算法，理论上这些算法的某些任务的执行速度比经典计算机快得多。
但在实践中，让足够的量子位协同工作来运行任何此类算法（称为通用量子计算机）已被证明极具挑战性。有两种技术已成为处理量子位的领跑者。一种使用电场和磁场将单个离子捕获在真空中；另一种将量子位集成到保持在绝对零度以上几度的微观超导电路中。IBM 在后一种方法上下了重注。
近年来，谷歌也加入了竞争，在加利福尼亚州圣巴巴拉建立了一个超导量子位实验室。谷歌、IBM 和其他一些公司和学术实验室已经公布了构建可以超越经典计算机的机器的积极路线图。但是这些机器需要运行大约 50 个量子位。目前的记录约为 20 个量子位，勉强够用于简单的计算。
实际问题
因此，当 IBM 推出量子体验（在五个超导量子位上运行）时，有些人看不到它的意义。“很多人认为这是一种宣传噱头，”马里兰大学帕克分校离子阱实验室的物理学家克里斯托弗·门罗 (Christopher Monroe) 说。“但我认为这真的是一件大事。”
尽管它不是最先进的机器，但 IBM 必须克服许多挑战才能让量子体验上线，并让不一定是物理学家且以前从未使用过量子计算机的研究人员可以使用它。这包括创建一个无需建造它的物理学家持续关注即可运行的系统。“将机器放在云端是显而易见的，”门罗说。“但是要让系统达到这个水平需要做大量的工作。”
访问量子体验或 IBM Q 等系统也意味着世界各地的研究人员可以开始研究量子编程的独特挑战。这与传统的编码非常不同，并且需要程序员理解和适应物理量子位的局限性。原则上，使用经典计算机（甚至是笔记本电脑）很容易模拟一个五量子位的机器，门罗说。但是真正的量子位并非如此简单。
“真正的挑战在于你是否可以在具有缺陷的真实硬件上运行你的算法，”马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院的物理学家艾萨克·庄 (Isaac Chuang) 说。
周说，IBM Q 将比量子体验拥有更多的量子位，但该公司尚未确定具体的数量。
量子云时代
到目前为止，量子体验已吸引了来自 100 多个国家/地区的约 40,000 名用户。例如，庄在去年年底教授的一门关于量子计算的在线研究生课程中使用了它，以便学生可以练习编程实际的量子计算机。
该系统的用户进行了 275,000 次实验，并发表了大约 15 篇研究论文。其中包括一篇由门罗和他的合作者领导的团队将 IBM 的超导机器的性能与门罗实验室的五量子位离子阱机器的性能进行了比较1。该公司的量子云服务速度更快，但门罗的机器更精确。
门罗共同创立了一家名为 IonQ 的初创公司，该公司预计将推出基于云的捕获离子量子服务，但他不会猜测何时推出。谷歌计划使用其自己的超导量子位机器做同样的事情，但只有在其制造出运行良好的 50 量子位计算机之后，该公司位于圣巴巴拉的量子计算实验室负责人约翰·马丁尼斯 (John Martinis) 说。
与此同时，位于加拿大本拿比的 D-Wave 公司自 2010 年以来一直在云端提供量子计算服务。“我们战略的核心真正面向云访问模式，”系统高级副总裁杰里米·希尔顿 (Jeremy Hilton) 说。但是，D-Wave 的机器不是“通用”计算机，只能运行有限范围的量子算法。尽管如此，几个研究小组已将其用于他们的项目。
本文经许可转载，并于2017 年 3 月 6 日首次发布。