IBM副總裁：量子電腦的今天，就像傳統電腦的1940年代
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又宣佈將在年底前推出首個商用化通用量子計算平臺——IBM Q。量子電腦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將推出第一台商用化通用量子電腦的消息傳出時，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、開發和商業化的轉捩點。”
Crowder認為量子電腦目前所處的階段，相當於傳統電腦剛剛起步的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電腦來尋找這個問題的答案。
讓量子電腦走出實驗室
在新聞稿中，IBM提到了量子電腦的潛在應用領域，以及IBM內部人員和該領域專家的一些看法，但是關於量子電腦何時推出卻是一筆帶過，IBM只承諾通用量子電腦將會在“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量子位元的系統。
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只是為了占位，並沒有任何的實質計畫。但是Crowder表示，IBM內部有一個很確定的計畫表。
“是的，我們內部對‘未來幾年’有很精確的定義。我們已經宣佈，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促進量子電腦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佈詳細的路線圖，不過它對於描述自家的量子電腦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宣佈將推出第一台商用化的通用量子電腦時，你可能會感到困惑，因為D-Wave公司在幾年前就開始為企業使用者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一直用量子位元數來推廣產品，根據它的宣傳，D-Wave的最新系統可以訪問2000量子位元，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電腦，與傳統電腦一樣，它可以解決各種類型的問題。
“我認為對這一領域有深入瞭解的人，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，它允許量子位元擁有更多狀態，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，就超出了傳統電腦的類比能力。目前，對於D-Wave的硬體能否提供這些優勢仍然有很多爭論。
即使是目前的水準，IBM的量子計算硬體仍然比之前發佈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，這並不是一個類似于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。量子電腦對空間、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台5量子位元電腦，可以時靈時不靈。”Crowder說，“我們已經有一台從2016年5月持續運行至今的量子電腦，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的未來計畫。
需要明確的是，IBM Q是一個長期專案。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電腦領域的所有努力。
真正的飛躍
當問到IBM是否認為量子和傳統電腦會在未來共存時，Crowder表示，“當然，比我的一生更長。”
他解釋道，“傳統電腦在存儲和處理大資料方面做得更好，比今天的量子電腦要更有效率的多，而且在可以預見的未來也會是這種情況。理論上，通用量子電腦可以做到傳統電腦所做的任何事情，但是在我看來，它們並不擅長處理大量的資料，量子電腦真正擅長的是探索巨大的問題空間。”
IBM並不認為量子電腦是傳統電腦的下一代。量子電腦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電腦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量子位元的系統，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電腦也不能類比出所有的可能性，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演算法，以及開發應用案例。這些都不是能通過傳統電腦系統類比得到的。”
設置衡量標準
目前，我們還處於搭建通用量子電腦的初期階段，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、量子運行品質、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電腦能夠探索多大的空間，因此也能夠直觀呈現這台量子電腦到底有多強大。”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電腦之間、以及不同世代量子電腦之間的差別。”
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，要將量子電腦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，量子電腦還處在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。
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