IBM在量子计算机商业化竞赛中取得突破

国际商业机器公司的研究人员开发了一种在量子计算机上模拟分子的新方法。这项突破在科学杂志《自然》周四发表的一篇研究论文中概述，该技术使用了一种技术，该技术最终可以使量子计算机解决化学和电磁学中的难题，而即使是当今最强大的超级计算机也无法解决。

在论文中描述的实验中，IBM研究人员使用量子计算机得出了氢化铍分子的最低能量状态。了解分子的能量状态是理解化学反应的关键。在氢化铍的情况下，超级计算机可以解决这个问题，但是这样做的标准技术不能用于大分子，因为变量的数量甚至超过了这些机器的计算能力。IBM研究人员创建了一种新算法，该算法专门设计用于利用量子计算机的功能，该计算机有可能对更大的分子进行类似的计算。

现有的量子计算机 (包括用于这项研究的IBM) 的问题在于，它们会产生错误，并且随着被分析分子大小的增加，计算越来越偏离化学精度。IBM实验量子计算经理Jerry Chow在一次采访中说，IBM实验中的不准确性在2到4% 之间。

并非参与IBM研究的哈佛大学化学教授Alan Aspuru-Guzik表示，《自然》论文是重要的一步。他说: “IBM团队进行了一系列令人印象深刻的实验，记录了有史以来在量子计算机上模拟的最大分子。”但是Aspuru-Guzik说，在可以纠正其计算错误之前，量子计算机的价值将是有限的。

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他在一份声明中说: “当量子计算机能够以精确的数字方式进行化学模拟时，最有可能的是当我们进行纠错和大量逻辑量子位时，该领域将被破坏。”他说，以这种方式应用量子计算机可能会导致发现新的药物或有机材料。IBM一直在推动量子计算机商业化，最近开始允许任何人在它为演示该技术而构建的16量子位量子计算机上进行运行计算的实验。

在经典计算机中，信息使用二进制单位或位存储。一位是0或1。相反，量子计算机利用量子力学特性来使用量子位或量子位处理信息。量子位可以同时是0或1，也可以是0到1之间的任何数字范围。同样，在经典计算机中，每个逻辑门都独立运行。在量子计算机中，量子位相互影响。理论上，这允许量子计算机比经典计算机更有效地处理信息。

IBM用于Nature paper的机器由七个由过冷超导材料制成的quibit组成。在实验中，使用了其中的六个小分子来绘制氢化铍分子中六个电子的能态。量子计算机不能像经典计算机那样提供单一，精确和准确的答案，而必须运行数百次计算，并使用平均值得出最终答案。Chow说，他的团队目前正在努力提高其量子计算机的速度，目的是将每次计算所需的时间从秒减少到微秒。他说，他们还在研究降低错误率的方法。

IBM并不是唯一一家从事量子计算的公司。Alphabet Inc的Google正在努力创建一台50量子位的量子计算机。该公司已承诺在今年年底之前使用该机器解决以前无法解决的化学或电磁计算。竞争量子计算商业化的还有Rigetti computing，这是一家位于加利福尼亚州伯克利的初创公司，正在制造自己的机器，微软公司正在使用一种未经证实的量子计算架构，从理论上讲，该架构本质上是无错误的。加拿大公司D-Wave Systems Inc是目前唯一一家销售量子计算机的公司，尽管其机器只能用于解决某些优化问题。