2016 年 IBM 開發出了有 5 量子位元的量子電腦後，就把它提供出來為量子電腦雲端服務，供研究者使用。近日，IBM 宣布發表新型的 20 量子位元的量子電腦，同樣為雲端服務對外提供，且是正式商業化的產品。僅用 18 個月就達到如此顯著的規格提升，且還快速商業化，這速度可說非常驚人。
IBM 同時表示，研究人員已成功開發出一台 50 量子位元的原型機。這可算是量子電腦重要的里程碑，以往觀點認為達到 50 量子位元的量子電腦就可以模擬傳統電腦的所有操作。不過目前並不知道 50 量子位元的量子電腦何時能為商業產品上線。
▲ IBM 50 量子位元的原型機。（Source：Flickr/IBM Research CC BY 2.0）
IBM 最早的量子電腦是免費提供這領域的研究者，初步建立自己的生態，也為量子編程、量子計算的使用者提供平台。如今的 20 量子位元量子電腦已是正式的商業化計算服務了。它會在年底前上線。
IBM AI 及 IBM Q 研發副總裁 Dario Gil 表示，從 5 增加到 20 的量子位元數目僅是故事的一部分。量子位元數目越多，之間互動產生「糾纏」的過程就越複雜。越多量子位元數目就有越高錯誤率，所以高錯誤率的 20 量子位元量子電腦，計算能力可能還不如低錯誤率的 5 量子位元量子電腦。而 IBM 研究人員想方設法在較低的錯誤率下，完成 20 量子位元的量子電腦，這對這方面的研究者來說能發揮很大幫助。「更多的量子位元數和更低的錯誤率，它們可以合力解決更多問題。」Dario Gil 說。
處理量子狀態時遇到的另一個問題是，它們保持相干態的時間非常短。這就意味著量子位元坍縮到傳統計算的 0 和 1 狀態之前，只有一個很短的時間窗口可操作或測量。這個時間有多短？當研究人員在 1990 年代剛開始研究這個問題時，相干狀態只能持續幾奈秒（1 奈秒 = 10-9 秒）。即便發展到 2016 年，研究人員也只做到在 5 位元量子電腦上把相干時間延長到 47 到 50 微秒之間（1 微秒 = 10-6 秒），雖然聽起來還是很短，但確實是巨大的飛躍。
量子計算的最終目標是帶有容錯性的通用計算系統，它應當能自動修復錯誤，並有不受限制的相干時間。「我們追求的聖杯是一個容錯的通用計算系統。今天，我們創造出近似的通用系統，這意味著它可以執行任意操作及程式。不過它還是『近似』，所以我們還需要忍受錯誤以及在有限的時間窗口內計算操作。」Dario Gil 解釋。
在他看來，這是一個不斷升級、小步前進的過程，這天的消息也就只是過程中的一步，但他相信即便是今天可做到的這一小部分，就已有強大的力量。伴隨著量子計算雲端服務發表，以及 IBM 為量子計算編程 SDK QISkit 做出的改進，他們不斷改進這技術。技術進步不是一天兩天的事情，不過企業、政府、大學及相關組織都在進行相關研究，共同尋找用來解決實際問題的應用方式（IBM 當然不是唯一一家在這方面做研究的公司）。
IBM 認為，隨著技術發展及更多人理解相關技術，量子計算更可在藥品研究、材料科學這樣的應用領域發揮作用。同時 IBM 也為這項技術的負面作用提前預防，比如用量子計算破解傳統電腦的加密數據。Dario Gil 說，他們正與標準制定者共同合作，嘗試制訂後量子計算時代的加密演算法。
（本文由 雷鋒網 授權轉載；首圖來源：Flickr/IBM Research CC BY 2.0）
