IBM提供量子计算云平台,天下极客尽可挑战

【新智元导读】IBM研究院日前首次宣布公众可试用量子处理器IBM Quantum Experience。从5月4日开始,IBM通过云服务,让所有有兴趣亲自实践的人们可以接触到量子处理器,帮助科学家和科研社区加速科技创新,并在该领域激发出更多的前沿应用。

IBM科学家所构建的量子处理器允许用户接入我们通过IBM Cloud交付到任何桌面或移动设备上的首创性的量子计算平台。IBM公司相信量子计算代表了未来计算趋势,有望挑战当今超级计算机无法解决的一些难题。

IBM量子计算科学家Jay Gambetta使用平板电脑与位于纽约Yorktown的IBM's T. J. Watson研究中心的IBM Quantum Experience交互,这是世界上首台基于IBM云的量子计算平台。

这个基于云的量子计算平台名为“IBM Quantum Experience”,将允许用户试用IBM量子处理器并在上面运行算法、操纵每一个量子位(Qubits)、开发教学及模拟试验来了解量子计算的“无限可能”。

这个由5个超导量子位组成的量子处理器安置于美国纽约州的IBM T.J. Watson研究院中。这个5量子位处理器乃是IBM量子架构的最新研究成果,可扩展成更大规模的量子系统,是用于构建通用量子计算机的领先方法。

视频内容

通用量子计算机可依据程序来执行任何计算任务,其处理大量重要科学和商业应用的速度比普通计算机高出数倍。

通用量子计算机目前尚未研发出来,但IBM预计拥有50-100个量子位的中型量子处理器有可能会在10年内浮出水面。即便是只有50个量子位的量子计算机,也会令当今的TOP500超级计算机望尘莫及,这彰显出该项技术的巨大潜力。从事量子计算机研究的科学家和理论家们都在努力探索其强大威力,应用优化与化学领域极有可能成为量子加速技术的首批受益领域。

IBM研究院高级副总裁兼院长Arvind Krishna表示:“量子计算机与现在的计算机存在天壤之别,这种区别不仅体现在外观和组成方面,而且更重要地体现在用途方面。迅猛发展的量子计算将把计算能力提升到我们如今不敢想象的水平。量子云计算诞生之际便是我们开始见证奇迹之时。通过允许通过手持终端访问IBM的试验性量子系统,IBM Quantum Experience将帮助研究学家们和科研社区加速在量子领域的创新,以及发展试用该科技的新应用。”

随着摩尔定律“渐行渐远”,量子计算将作为主力军从诸多创新技术中脱颖而出,在各行各业开启创新新时代。计算领域的这次飞跃不仅能帮我们发现新药,并全面保证云计算系统安全,而且还能助力我们揭示人工智能中不为人知的一面(从而在未来开发出更加强大的沃森技术),通过发展全新材料科学使各行各业实现转型,并在浩瀚的大数据中搜索到所需信息。

“IBM Quantum Experience”

量子信息极为脆弱,绝不允许因为热辐射和电磁辐射而引发任何错误。你需要基于进出极低温稀释制冷机的信号,来判断量子处理器的工作情况。

在工程方面,IBM工作组同时在设备和电子控制领域取得了大量坚实的进步,以确保这个5量子位量子处理器能给IBM Quantum Experience的用户提供前所未有的、可靠的、高质量的体验。

结合IBM研究院生态系统提供的专业软件能力,研发团队在IBM Cloud平台上构建了动态用户界面,以允许用户通过云轻松连接量子硬件。研发团队认为,对公众开放量子计算体系,只是该全新用户社区迎接量子世界及深入探索其工作方式的开端。

在未来,用户将有机会在这个IBM Quantum Experience的社区中开展试验并审视试验结果。IBM的科学家们将能更直接参与并提供更多有关这项新技术的研究成果与洞察。IBM计划逐渐向Quantum Experience添加更多的量子位和不同处理器,以便用户能够扩展试验范围并发现适合这项技术的新应用。

量子计算——不同的思维方式

在我们生活的世界中,我们的体验和直觉以及我们处理信息的最终方式都是由经典物理学所决定。然而,决定事物原子级性质的却是名为量子力学的一组不同规则。从性质上说,量子力学所能解决的问题在普通计算机的能力范围之外,例如了解分子的行为。

为攻克这一挑战,理查德·费曼(Richard Feynman)曾在1981年提议基于量子力学定律制造计算机。30年之后,IBM助其圆梦。

量子计算的工作方式从根本上有别于当今计算机。普通计算机使用“位”来处理信息,每个“位”代表1或0。相比之下,量子位保存的信息不再仅是0或1,还可以是两种状态的叠加。这种特性及其他量子效应使量子计算机能以远远超过普通计算机的速度来执行某些计算任务。

目前,工业和学术界开展的量子计算研究大多以构建通用量子计算机为主。因此,研究人员面临的主要挑战之一便是如何构建高质量的量子位并通过可扩展的方式对其进行驾驭,从而确保量子计算机能以可控的方式开展复杂计算。

IBM硅片上的超导量子位采用超导金属材料制成,并可使用标准硅片制造技术进行设计与生产。去年,IBM科学家曾演示了量子位领域的重大突破,通过将超导量子位封装到格型结构(Lattice Architecture)中来检测量子错误,这样的量子电路设计使其成为能够扩展到更大维度的唯一物理架构。

现在,IBM科学家在量子位研究方面再次取得突破,可将5个量子位封装到这个格型结构中,实现名为奇偶校验位测量(Parity Measurement)的主要运行方式,这是许多量子纠错协议的基础。我们能否实现通用量子计算将取决于量子纠错能力,IBM在这条充满荆棘的道路上已迈出了至关重要的另一步。

开创量子计算新前沿

量子计算领域近几年取得了大量进步,并且日益引起广泛关注。通过接入IBM Quantum Experience,企业和机构将有机会开始了解这项技术的巨大潜力,大学将能提高其在量子计算及相关课题领域的教学研究成果,学生将会更加了解相关领域、充满希望的职业路径。

IBM研究院科学与解决方案部副总裁Dario Gil表示:“设法构建首款通用量子计算机对我们而言真是一项充满刺激的挑战,我们需要改变对这个世界的思考方式。接入早期的量子计算原型将对我们构想并开发未来应用起到关键作用。如果你希望了解真正的量子计算机能为你做些什么以及其工作方式,那么,选择IBM Quantum Experience肯定没错,因为你在其他地方无法获得类似体验。”

IBM的量子计算平台是新近成立的IBM Research Frontiers Institute的核心项目。IBM Research Frontiers Institute是负责开发并共享突破性计算技术的联合机构,旨在激励各方开发出能够改变整个世界的创新成果。来自各行各业的联盟成员均可利用IBM的科研人才和先进基础架构,来探索未来的量子计算能给企业和机构创造哪些优势。Frontiers Institute的创立伙伴包括Samsung, JSR, 和Honda。

关于IBM研究院

70多年以来,IBM研究院遍布6大洲12家实验室的3,000多名研究人员不断研发出能够定义未来的信息技术。IBM研究院的科学家曾6次荣获诺贝尔奖、10次荣获美国国家技术勋章、5次荣获美国国家科学勋章、6次荣获图灵奖(Turing Awards),曾有19人入选美国国家科学院院士、20人入选美国国家发明家名人堂。

原文发布于微信公众号 - 新智元(AI_era)

原文发表时间:2016-05-05

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