50量子比特量子计算处理器问世！计算能力惊人

IBM宣布已经成功搭建了世界上首个50量子比特的量子计算处理器的样机，将应用到下一代IBM Q系统中。

IBM的量子计算和人工智能研究部门的负责人Dario Gil在接受纽约时报采访时称，此前，全世界还没有一家公司可以在这样的尺度上构建一个量子计算机，与传统计算机相比，量子计算机能够达到惊人的计算能力。

IBM公司日前宣布其量子处理器取得了两项重大的进展，包括首款上线的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。同时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，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。

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。”

20世纪最重要的一些技术进步都是由数十年来的基础科学探索促成的，而这些探索一开始的目的只是想要拓展人类的知识。当爱因斯坦发现相对论之时，他完全想不到这项发现将会成为现代导航技术的重要组成部分。量子科学的故事同样如此。

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。

这些突破性的进展表明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，希望使量子计算系统在不远的未来得到实际运用。

尽管目前尚处于初步阶段，科学家希望能够开发量子计算真正的潜力。量子计算将在未来数年内在化学，优选法，以及机器学习等领域打开崭新的大门，也许还将重新定义计算。