IBM副總裁:量子計算機的今天,就像傳統計算機的1940年代

2021-01-11 雷鋒網

雷鋒網按:去年,IBM向公眾開放了一款基於雲的量子計算平臺——IBM Quantum Experience。今年3月,IBM又宣布將在年底前推出首個商用化通用量子計算平臺——IBM Q。量子計算機的發展速度可能比你想像的更快。

下文來自DigitalTrend,雷鋒網做了不改變原意的編譯。

上周,當IBM將推出第一臺商用化通用量子計算機的消息傳出時,很多人認為此舉標誌著該項目將從「IBM Research」移交給「IBM System」。但IBM的CTO兼量子計算、技術戰略、系統部門的副總裁Scott Crowder認為,事實並非完全如此,這種說法並不準確。

「這並不完全是一次『移交』,實際上是一種合作。」Crowder解釋道,「這絕對是從純科學、純研究 走向工程、開發和商業化的轉折點。」

Crowder認為量子計算機目前所處的階段,相當於傳統計算機剛剛起步的1940年代,「這並不是60或者70年代,而是40年代。我們仍然處於初級階段,而且仍在推動許多最基本的基礎工作,同時我們也在努力讓更多人能夠使用這個系統。」

所有人都想知道量子計算將會怎樣影響他們的日常生活,IBM則希望通過推出商用化通用量子計算機來尋找這個問題的答案。

讓量子計算機走出實驗室

在新聞稿中,IBM提到了量子計算機的潛在應用領域,以及IBM內部人員和該領域專家的一些看法,但是關於量子計算機何時推出卻是一筆帶過,IBM只承諾通用量子計算機將會在「未來幾年裡」交付,並沒有給出具體的時間表。此外,IBM還在公告中提到,會在未來幾年中構建50量子位的系統。

由於IBM只給出了一個非常模糊的時間表,可能會導致很多人認為IBM Q只是為了佔位,並沒有任何的實質計劃。但是Crowder表示,IBM內部有一個很確定的計劃表。

「是的,我們內部對『未來幾年』有很精確的定義。我們已經宣布,我們的目標是在今年內有選擇的向一些業界夥伴提供系統。我們也已經說過,在未來幾年內,我們會將其升級到50量子位的級別。」

IBM Q並不是一個為了搏版面的項目。實際上,Crowder也特別提到,IBM的目標是讓量子系統成真,而不是僅僅停留在PPT上。

雖然其具體的商用時間仍處於保密狀態,但是IBM對通過IBM Q促進量子計算機下一階段的發展抱有很高的期望。儘管IBM還沒有準備好向外界公布詳細的路線圖,不過它對於描述自家的量子計算機與市場上的其它系統有何區別並無保留。

關於宣傳的爭論

除非你一直密切關注量子計算的發展,否則當上周IBM宣布將推出第一臺商用化的通用量子計算機時,你可能會感到困惑,因為D-Wave公司在幾年前就開始為企業用戶提供量子計算的硬體了。

然而,D-Wave的宣傳手段招致了很多批評。因為D-Wave一直用量子位數來推廣產品,根據它的宣傳,D-Wave的最新系統可以訪問2000量子位,這遠遠超過IBM在未來幾年內開發50量子位的願景。然而,兩者實際上並不能直接比較,因為D-Wave是用量子退火效應來實現量子計算,只能解決某些特定的問題,而IBM的方向則是通用量子計算機,與傳統計算機一樣,它可以解決各種類型的問題。

「我認為對這一領域有深入了解的人,才會明白差別所在。」Crowder說,「即使是一般的技術專家,面對這種情況,也會感到困惑。」

他補充道,「我們提供的並不是功能固定的系統,而是一個通用系統。更重要的一點,量子計算的能力真正讓所有人都感到興奮的是,你可以用它探索『Exponential Space(指數空間)』。」

Crowder這裡提到的是「完全量子糾纏」的概念,它允許量子位擁有更多狀態,而不是傳統二進位下的開和關兩種狀態。在這種情況下,只需要大約40~50個量子位,就超出了傳統計算機的模擬能力。目前,對於D-Wave的硬體能否提供這些優勢仍然有很多爭論。

即使是目前的水平,IBM的量子計算硬體仍然比之前發布的各種商用產品要更進一步。但是為了實現自己的雄心,IBM不僅僅在尋找客戶,也在尋找合作夥伴。

尋找合作夥伴

IBM預計在2017年年底推出首個量子系統,並讓一些行業合作夥伴率先使用。然而,這並不是一個類似於從製造商購買硬體的傳統交易。當IBM將早期的使用者稱為合作夥伴時,並不只是說說而已。

Crowder表示,「我們肯定希望能夠有密切的合作夥伴,而且是能夠推動生態系統的合作夥伴。」

當然,作為IBM的合作夥伴也將因此受益,因為硬體本身將由IBM負責維護和定期升級。量子計算機對空間、溫度和其他實用性方面有很高的要求,由IBM負責維護系統,將使得合作夥伴能夠集中精力,充分挖掘系統的應用潛力。

得益於IBM Experience,IBM在通過雲提供量子計算方面有著良好的記錄。「這不像你在實驗室開發一臺5量子位計算機,可以時靈時不靈。」Crowder說,「我們已經有一臺從2016年5月持續運行至今的量子計算機,這證明了我們的能力。」

不過,作為IBM的合作夥伴並不是沒有條件,IBM希望對方能夠告知對於IBM Q的未來計劃。

需要明確的是,IBM Q是一個長期項目。一旦拿到了合作夥伴的門票,就意味著將會與IBM一起探索未知的領域。當然,這可以幫助它們在量子系統的優勢變得明晰前搶佔先機。雖然IBM考慮長遠,但是這並不意味著它已經準備好放棄之前在傳統計算機領域的所有努力。

真正的飛躍

當問到IBM是否認為量子和傳統計算機會在未來共存時,Crowder表示,「當然,比我的一生更長。」

他解釋道,「傳統計算機在存儲和處理大數據方面做得更好,比今天的量子計算機要更有效率的多,而且在可以預見的未來也會是這種情況。理論上,通用量子計算機可以做到傳統計算機所做的任何事情,但是在我看來,它們並不擅長處理大量的數據,量子計算機真正擅長的是探索巨大的問題空間。」

IBM並不認為量子計算機是傳統計算機的下一代。量子計算機一個全新的硬體類別,它有自己的優勢和弱點,而且有很大的應用潛力。

當然,目前量子計算還不成熟。幾年來,雖然全球科研人員在研發大規模通用的量子計算機方面取得了巨大進展,但是在開發潛在應用方面卻進展甚微,從某種程度上來說,這造成了一種惡性循環。

「如果是20~25量子位的系統,你仍然可以在你的筆記本上模擬出來。」Crowder說,「但是當你將量子位增加到40~50時,就算是世界上最大的超級計算機也不能模擬出所有的可能性,這種不連續性非常有趣。」

「實際上上,你需要使用量子系統,才能真正理解如何為量子系統創建算法,以及開發應用案例。這些都不是能通過傳統計算機系統模擬得到的。」

設置衡量標準

目前,我們還處於搭建通用量子計算機的初期階段,甚至連一套比較不同系統的標準方法都沒有。IBM希望通過引入「Quantum Volume(量子體積)「來解決這個問題,這個度量標準包括了量子位的數量、量子運行質量、量子位連接、相干時間、以及並行性等。

「這些參數可以告訴你量子計算機能夠探索多大的空間,因此也能夠直觀呈現這臺量子計算機到底有多強大。」Crowder說,「我們歡迎其他人參與進來,完善這個標準。隨著時間的推移,我們將需要一些類似的標準,讓大家能夠清楚不同的量子計算機之間、以及不同世代量子計算機之間的差別。」

然而事實卻是,目前並沒有這樣的衡量標準來可以拿來判斷,要將量子計算機從理論工作轉變成可行的商業化產品還有多少工作要做。

「就像我說的,量子計算機還處在40年代。」Crowder說,「我們還沒有一個行業標準來對量子計算系統的性能進行分級,但是這種情況會在未來幾年裡迅速改善,因為IBM和其他公司會不斷抬高這些系統的閾值。」

IBM目前在做的都是基礎工作,而這些工作在未來幾年裡將會被證明是非常有價值的,因為量子計算已經成為IBM商業利益的重要組成部分。

Crowder表示,「我們確信現在已經到達了臨界點,在不久的將來,我們就會看到實現更大系統的途徑。」

IBM已經向量子計算投入了大量的時間和資源,而IBM Q則代表著下一步動作。這家公司有將量子計算做成商業產品的雄心,如果它能夠在這一關鍵階段找到正確的合作夥伴,那麼IBM Q將可以發揮關鍵性的作用,讓量子計算走出實驗室,在真實世界中挖掘出應用潛力。

via. DigitalTrend,雷鋒網(公眾號:雷鋒網)編譯

【招聘】雷鋒網堅持在人工智慧、無人駕駛、VR/AR、Fintech、未來醫療等領域第一時間提供海外科技動態與資訊。我們需要若干關注國際新聞、具有一定的科技新聞選題能力,翻譯及寫作能力優良的外翻編輯加入。 

簡歷投遞至 wudexin@leiphone.com,工作地 北京。

相關文章:

專治不明覺厲:深度解密IBM黑科技量子計算機

訪談:摩爾定律後時代,看13位行業專家如何看量子計算機的未來?

取代傳統電腦?IBM今年將推50量子位計算機

雷鋒網版權文章,未經授權禁止轉載。詳情見轉載須知。

相關焦點

  • IBM:量子計算現在跟1940年代電腦差不多
    上周,IBM宣布通用量子計算機開始商用,許多人認為此舉標誌著項目已經從「IBM Research」移交給「IBM Systems」,之前只是研究項目,現在開始向商用項目轉變。不過斯科特·克勞德(Scott Crowder)認為並非完全如此,他是IBM量子計算CTO兼副總裁。「不完全是『移交』,實際上是合作。」
  • 量子計算機潛力巨大
    「在量子計算機面前,傳統的計算機就像『算盤』」  近段時間,量子計算機領域頻頻傳來重要進展:美國霍尼韋爾公司表示研發出64量子體積的量子計算機,性能是上一代的兩倍;我國本源量子計算公司與中科院量子信息重點實驗室等研究團隊合作,在國際上首次發現一種控制、讀取量子比特的新思路,為擴展量子比特提供了可能性……  何為量子計算機?
  • 百年的超越:量子物理學與量子計算機
    如果一個量子存儲器的位數很長,這裡打比方是3位,那麼傳統的計算機只能表達101或是類似的一個數字,但在量子比特這裡,是多個態疊加的,所以可以存儲8位之內的多個數,以此為推論,如果量子存儲器的位數夠大,就能存儲更恐怖的數,直到超過今天超級計算機的能力。勒索病毒加密就用了RSA算法,目前暴力破解還不可能這讓大規模的並行計算具有一定的可能性。這裡要提到的是RSA加密算法。
  • 量子計算機"九章"有多厲害?量子計算機概念股有哪些?
    近日,中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等學者組成的研究團隊與中國科學院上海微系統所與信息技術研究所、國家並行計算機工程技術研究中心合作,構建了76個光子的量子計算原型機「九章」。計算玻色採樣問題,「九章」處理5000萬個樣本只需200秒,而目前世界最快的超級計算機需要6億年。
  • 量子計算機到底有多厲害!
    在傳統計算機中,比特只能同時存在 "0" 或者 "1" 的其中一種狀態,但是在量子計算機的量子比特中,"0" 和 "1" 其實是可以同時存在的。這也就意味著,量子計算機可以用更少的量子比特存儲下更多的數據。
  • 史上最強量子計算機問世,微軟,摩根大通紛紛拋來橄欖枝
    1980年代一系列的研究使得量子計算機的理論變得豐富起來。1982年,理察·費曼在一個著名的演講中提出利用量子體系實現通用計算的想法。緊接著1985年大衛·杜斯提出了量子圖靈機模型。人們研究量子計算機最初很重要的一個出發點是探索通用計算機的計算極限。當使用計算機模擬量子現象時,因為龐大的希爾伯特空間而資料量也變得龐大。一個完好的模擬所需的運算時間則變得相當長,甚至是不切實際的天文數字。
  • 只要兩個量子計算機
    量子優勢是指,一臺量子計算機能夠輕鬆地解決那些傳統計算機無法解決的某些特定的難問題,從而超越傳統計算機。然而遺憾的是,這些所謂量子計算機能輕鬆解決的難問題在現實中並沒有太多用武之地,這也就不奇怪為何會遭到白眼了。 但是,現在有傳言說,Google 的量子處理器將能夠實現這一目標。量子優勢終於能夠在一個方面得以應用——純隨機數生成。
  • 「九章」量子計算機到底有多神
    什麼是量子計算機「量子計算機是用量子力學原理製造的計算機,目前還處於很初步的階段。相應的,現有的我們在用的計算機被稱為經典計算機。」中國科學技術大學微尺度物質科學國家實驗室副研究員袁嵐峰一直致力於科普寫作,他告訴記者,兩者的計算形式不一樣,「電腦通過電路的開和關進行計算,而量子計算機則是以量子的狀態作為計算形式。」
  • 從基礎量子位到當下火熱的量子計算機,一文助你入門量子計算
    與傳統計算機由比特構成的方式類似,量子計算機由量子比特(quantum bits)或量子位(qubits)構成,一個量子比特對應一個狀態(state)。但是,比特的狀態是一個數字(0 或 1),而量子比特的狀態是一個向量。更具體地說,量子位的狀態是二維向量空間中的向量。這個向量空間稱為狀態空間。有兩種特殊的量子態對應於經典比特的 0 態和 1 態。
  • 量子物理有什麼用?或許是下一代計算機
    最接近實現的目標之一,就是利用量子計算,製造比超級計算機還要快上幾萬倍的計算設備——「超級計算機時過去 30 年以來的技術,量子計算機是後 30 年的技術。」量子計算機是如何工作的?量子計算機(quantum computer)是一類遵循量子力學規律進行高速數學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。
  • 中國量子計算機比超級計算機快1百萬億倍
    昨天被中國量子計算機「九章」刷屏,朋友圈裡不少人轉了。作為一個理工女,也是歡欣鼓舞,連忙看了一下,被那些數據亮瞎了眼。在中科大的官微上說,中科大的量子計算機處理高斯玻色採樣,速度比目前最快的超級計算機快一百萬億倍。
  • 從超級計算機到量子計算機的飛躍,或將解開物理學中最神秘概念!
    ·麥奎根(Michael McGuigan)說:想想看,如果我們教量子計算機做統計力學,我們能做什麼?今天,玻爾茲曼因子在物理學中得到了廣泛的應用。玻爾茲曼因子計算的是相對於零能量而言,處於特定能量狀態的粒子系統被發現的概率。例如,玻爾茲曼因子被用來在世界上最大的超級計算機上進行計算,以研究原子、分子和夸克「湯」的行為  這些計算是利用布魯克海文實驗室的相對論重離子對撞機和歐洲核子研究中心的大型強子對撞機等設施。
  • 什麼是量子計算機?「九章」確立的「量子計算優越性」有多厲害
    什麼是量子計算機「量子計算機是用量子力學原理製造的計算機,目前還處於很初步的階段。相應的,現有的我們在用的計算機被稱為經典計算機。」袁嵐峰告訴記者,量子計算機並不是對所有的問題都超過經典計算機,而是只對某些特定的問題超過經典計算機,因其對這些特定的問題設計出高效的量子算法。「對於沒有量子算法的問題,例如最簡單的加減乘除,量子計算機就沒有任何優勢。」
  • 外國專家:量子計算機「殺手級」應用程式,或將在10年後誕生!
    外國專家斯科特·亞倫森(Scott Aaronson)說:基本上來說,一旦有了基於採樣的量子優越性,就可以立即將其原理投入應用。雖然短期內可能比較生硬而沒有市場,但數學家或物理學家會慢慢將其變得簡單而靈活。亞倫森樂觀的認為,在未來十年內人類將看到小型化的實用量子計算機首次應用。
  • 《科學大家》專欄|「九章」問世:量子計算機究竟有多快
    其實圖片中左邊這個是粒子加速器,位於上世紀60年代的勞倫斯伯克利實驗室,而右邊這個是神奇的ENIAC,它是上世紀五十年代發明的世界上第一臺計算機,位於賓夕法尼亞大學。這兩臺儀器都體積巨大,但之後計算機的體積越來越小,而粒子加速器卻越來越大。為什麼會這樣呢?這是因為人們不需要針對每個數學問題都建造一臺新的計算機。
  • Quantum Machines完成550萬美元融資,打造下一代量子計算機
    集微網消息,近日以色列初創公司Quantum Machines募得種子基金550萬美元,由TLV Partners領投,Battery Ventures跟投,全力發展支持量子計算的基礎設施,以解決量子技術在結合傳統軟硬體時無法避免的瓶頸。
  • 貓鼠遊戲:加密技術如何對付量子計算機?|深度
    雷鋒網(公眾號:雷鋒網)對全文編譯如下:今年8月的時候,美國國家安全局(NSA)在其網頁上更新了一段不起眼的內容,他們計劃對現在政府和軍方加密數據的方式更新,以期能夠阻擋來自量子計算機的攻擊。NSA的發言人表示,量子計算機能夠帶來更新更強的計算能力,顯然現有的安全措施和加密方式無法承受來自這種設備的攻擊。如果要嚴密保護國家系統的安全的話,那麼他們需要在這一方向取得顯著發展。
  • 別高興太早,研發量子計算機的難度你想像不到
    雖然我們已經把計算機晶片的尺度縮小到了納米級別,但是,這些電路依然與牆上的那些開關一樣,是完全可控的。 而量子計算機裡負責計算的元件可不是開關,那些都是真正的微觀粒子。它們就像量子物理中描述的一樣,沒有確定的狀態。我們只能用概率來解釋它們的行為。
  • MIT數學家Peter Shor:量子計算機威脅到網絡加密只是時間問題
    原文作者:Davide Castelvecchi 上世紀80年代,當物理學家首次提出量子計算機的想法時,它們聽起來就像是理論上很精彩、但可能註定只能停留在論文裡的概念。 到了1995年,也就是25年前的10月,數學家Peter Shor發表的一篇論文[1]改變了人們的看法。
  • 為什麼說量子計算機不會破壞比特幣和區塊鏈網絡,答案淺顯易懂
    量子系統捕獲或生成的信息得益於量子位在同一時間處於多個物理狀態(疊加)的能力,但是在捕獲系統狀態時會出現信息衰減。與討論直接相關的一點是,量子計算機並不是普遍優於經典計算機。當人們談到「量子霸權」,包括來自谷歌或其他地方的報告時,他們真正的意思是,量子計算機可以比傳統計算機更好地完成某項任務,或許在任何合理的時間框架內,傳統計算機都無法完成這項任務。