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【图】下一代 IBM Q 系统还会远吗?IBM量子生态取得重大进展。_搜狐科技_搜狐网

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原标题:下一代 IBM Q 系统还会远吗?IBM量子生态取得重大进展。_搜狐科技_搜狐网

原标题:下一代 IBM Q 系统还会远吗?IBM量子生态取得重大进展。

IBM 带有 20 个量子比特的客户端系统已经可以使用;下一代的 IBM Q 系统正在开发之中,该系统将配备首个 50 量子比特处理器;IBM 还扩展了开源量子软件包 QISKit;推出了全球最高级的量子计算生态系统。

IBM 50 Q系统:IBM 基于50 量子比特的低温恒温器连接机制

IBM 公司日前宣布其量子处理器取得了两项重大的进展,可以使 IBM Q 商用系统尽早投入使用。这体现了 IBM 在量子硬件方面的飞速发展,得益于 IBM 对整个量子计算技术堆栈开发的持续投入,以及对系统、软件、应用和支持等各个方面的持续关注。

  • 首款上线的 IBM Q 系统将配备 20 量子比特处理器,同时在超导量子比特设计、连接性和应用开发包方面都将有所改善。该系统的一致性时间(Coherence times,即可用于执行量子计算的时间量)平均可达 90 微秒,居业界首位,而且允许高保真的量子运算。

  • IBM 还成功构建并测量了具有类似性能指标的 50 量子比特原型处理器。这款新的处理器扩展了 20 量子比特架构,将会在下一代 IBM Q 系统中使用。

到 2017 年年底,客户就可以在线体验首款 IBM Q 系统的计算能力, IBM 还计划在 2018 年推出一系列技术升级。IBM 致力于向客户提供高级的可扩展通用量子计算系统,供他们探索实际应用。2016 年 5 月,IBM 发布了可供人们在线访问的量子计算机。此后,历经三代科学家的不懈努力,IBM 在量子计算硬件领域终于获得了此次的最新进展。在 18 个月的时间里, IBM 已经通过 IBM Q 体验网站上线了 5 量子比特和 16 量子比特的系统,以供公众访问,同时还开发出了全球最高级的量子计算生态系统。

IBM 研究院 AI 与 IBM Q 副总裁 Dario Gil 表示,“我们一直都在努力开发能够为客户和世界创造价值的技术。就在几年前,可靠地运营并上线多个量子系统还是不可能完成的任务。但现在,凭借科学与工程技术的巨大飞跃,我们最多可将 IBM 处理器扩展到 50 个量子比特。最近的这些进展表明,我们正在快速推进量子系统与工具的研发进程,有望发挥量子系统的优势,解决传统计算机领域难以跨越的难题。”

在接下来的一年里,IBM Q 系统的科学家将会继续从多个方面改善量子设备,包括量子比特的质量、电路连接性、运算错误率等等,进而提升量子算法的运行深度。举例来说,IBM 的团队曾在 6 个月内使 20 量子比特处理器的一致性时间翻了一番,最终在 IBM Q 体验网站上向公众推出了 5 量子比特和 16 量子比特的系统。

除了构建工作系统之外,IBM 还致力于发展其强大的量子计算生态系统,包括开源软件工具、近期系统所需的应用,以及量子社区所需的培训与支持材料等。通过 IBM Q 体验网站,超过 60,000 名用户进行了 超过170 万次量子实验,并发表了超过 35 篇第三方研究出版物。注册用户来自全球各地的 1,500 多所大学、300 所高中及 300 家私营机构,而且许多用户已经将访问 IBM Q 体验网站作为他们的正式培训环节之一。这种开放性访问与开放性研究的方式,对于加速量子计算学习与实施而言非常关键。

普林斯顿大学电气工程教授 Andrew Houck 表示,“IBM Q 体验网站和 QISKit 已成为我的量子计算课堂教学的一部分,对我而言,它们非常重要。就在几年前,量子计算课程主要教授理论,学生们也很感兴趣,但总感觉所描述的内容离我们很遥远。借助 IBM 提供的丰富资源,我可以让我的学生在课后练习中,在真实的量子计算机上运行实际的量子算法!这种方式让他们明白,量子计算是一种真实的技术,而不是空想。曾经看似遥不可及的事情,现在,学生们在大学宿舍里就可以体验到。量子计算课程的注册目前非常火爆,各个学科的优秀学生都对这门课程很感兴趣。”

为了增强由量子研究人员和应用开发人员组成的生态系统,IBM 在今年年初推出了 QISKit (www.qiskit.org) 项目,这是一个开源软件开发人员套件,可在量子计算机的编程和运行中使用。IBM Q 的科学家已经对 QISKit 进行了扩展。现在,用户可以构建量子计算程序,并在 IBM 的某个真实量子处理器或线上量子模拟器上运行这些程序。近期,IBM 进一步增强了 QISKit 的功能,具体包括:增加了一些有助于研究量子系统状态的新功能和可视化工具;将 QISKit 与 IBM Data Science Experience(一种可将预期实验映射到可用硬件上的编译器)集成在一起;提供量子应用的工作示例。

QC Ware 首席执行官 Matt Johnson 表示,“能够在 IBM 的量子硬件上进行工作,并通过 QISKit 等开源平台进行访问,这非常关键,有助于我们了解哪些算法及真实的用例可以在近期处理器上运行。模拟器目前无法捕获实际量子硬件平台之间的细微差别,而且就概念验证而言,最好的方式就是从实际的量子处理器上获得结果。”

量子计算的愿景是:解决远远超出传统计算机实际应用范畴的特定问题,比如化学模拟、优化类型等问题。在《自然》杂志近期发表的一篇论文中,IBM Q 系统的团队开创了一种基于量子硬件的新的化学问题解决方法,通过这种方法,将有望在未来改变新药物与新材料的发现方式。在 QISKit 教程中,我们提供了一个 Jupyter 笔记本,用户可通过该笔记本中的描述,重复实现该论文中所描述的量子化学突破的相关实验。此外,我们还提供了其他一些类似的教程,其中详细介绍了如何在 IBM 的量子硬件上解决 MaxCut 和 Traveling Salesman 等优化问题。

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这些突破性的进展表明,我们有望通过近期的量子设备解决有趣的问题,也有望发掘出量子计算机相比传统计算机的优势所在。在通过小规模通用量子计算系统解决问题方面,IBM 已经迈出了一大步。我们也提升了防错机制及量子比特质量,希望使量子计算系统在不远的未来得到实际运用。此外,IBM 还通过 IBM 研究院尖端科学研究所(IBM Research Frontiers Institute)与许多行业合作伙伴携手探索实际的量子应用。该机构是一个合作伙伴联盟,致力于开发和共享各种突破性的计算技术,评估这些技术的商业潜在影响。该机构的创立成员包括Samsung、JSR、Honda、Hitachi Metals、Canon、Nagase等。

什么是量子比特?

这些量子技术的进展目前正在 IEEE 未来计算行业峰会 (IEEE Industry Summit on the Future Of Computing)上作为 IEEE重新启动计算周(IEEE Rebooting Computing Week) 的一部分进行展示。

IBM Q 是业内首发的量子计算计划,目的是构建商用通用量子计算系统,以供商业和科学应用使用。返回搜狐,查看更多

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