量子计算领域的最新里程碑：IBM推出其首款53个量子位的计算机

研究人员正通过逐步提高量子位，努力使大规模量子计算成为现实。

IBM公司今天透露，它已开发出一款量子计算机，处理部件的数量比上一代最庞大的机器多一倍都不止。

与早期20个量子位的系统相比，新系统含有53个量子位，并有了许多重大变化，包括改进了芯片设计。IBM还改动了一些板载电子部件，以减少数据错误的发生。

量子计算机是高度不稳定的计算机，在信息丢失或损坏之前只能执行短时间的计算。这主要归咎于底层量子位的脆弱性。从物理层面来看，组成量子位的不是经典计算机里面的晶体管，而是冷却到低温的原子或亚原子粒子。

搞清楚如何防止这些粒子“消相干”（decohering）是竭力将量子技术商业化的企业组织所面临的巨大挑战之一。除了IBM外，这个群体还包括谷歌和微软以及Rigetti Computing等初创公司，后者目前在研发100多个量子位的系统。

IBM的53个量子位计算机不是很庞大，但被誉为是一家公司迄今供其他组织使用的功能最强大的系统。下个月完成系统安装后，IBM将允许研究人员通过其Q网络远程访问该系统。

该公司表示，该计算机将放在位于纽约波基普西园区的最近落成的量子计算中心。到11月，该中心将共装有14个系统，其中5个系统基于新的20量子位架构。这些系统的性能将比IBM在2018年制造的早期20个量子位系统高出一倍。

IBM研究院主任Dario Gil说：“自从我们在2016年将第一台量子计算机放到云端以来，我们的策略就是，让量子计算走出少数几家组织进行的孤立的实验室试验，进入到成千上万的用户。我们每年多次迭代并改进我们系统的性能。为了助力新兴的量子社区——社区中的学术人员、研究人员和软件开发人员都对彻底改变计算界抱有满腔热情，我们研制出好几代量子处理器系统，我们将它们整合到高可用性量子系统中。”

IBM让大约80家组织可以访问其量子系统，包括摩根大通等公司和学术机构。到目前为止，研究人员已使用这些系统在从电池化学到期权交易的众多领域进行了1400多万次试验。

D-Wave是另一家竭力让公众易于使用量子系统的公司。该公司最近开发了Ocean软件套件，该套件就驻留在它提供的物理量子计算硬件上。这实际上让开发人员可以使用常见的软件模型，充分利用量子计算资源。

亟需量子安全

IBM上个月在大力宣传这些量子计算机的整体功能时称，由于量子计算领域迅速取得进展，目前异步加密方法保护的数据可能在今后10年至30年内变得不安全。这基本上也就意味着，量子计算机的计算能力让黑客得以迅速规避当前的安全措施。

为了对付这种可能出现的局面，明年IBM将开始在其公共云上提供量子安全加密服务，利用容错量子计算机夯实安全性和隐私性。

该公司在声明中特别指出：“随着量子系统的功能变得更强大，它们还会影响信息安全，会带来新机会，为本地数据和云端数据改善安全。”

这些服务基于量子安全算法，该算法使用开放标准和开源技术，以夯实IBM云服务中的传输层安全（TSL）和安全套接层（SSL）安全连接。这将在数据在IBM云内传输的过程中帮助保护数据。