IBM Q System One：世界上第一台完全集成的量子計算機

計算機，儘管看起來很簡單，但它們校準問題和方程的能力和速度是人類大腦無法實現的。正如人們可能認為的那樣，計算機不僅是一種為您提供一系列應用程序的媒介，而且簡單來說，它就是一個計算器。您給計算機命令，它在處理單元中提供該命令。然後在為您提供所需的結果之前加載、處理和校準。雖然計算機肯定會根據人類命令運行，但它處理命令和校準命令而不會出現手動錯誤的能力是使機器比我們更高效的原因。雖然長期以來經典計算機繼續幫助我們進行現實計算，但技術進步和建立以技術為基礎的世界社會的需要，對我們在不同專業領域的計算問題的更高級解決方案提出了要求。由於這些問題對於經典計算機來說太難校準，因此研究人員轉向了量子計算。

美國計算機系統製造商 IBM 最近推出了它所聲稱的“世界上第一台集成量子計算機”，稱為 IBM Q System One。Q系統一是什麼？IBM 與此有什麼關係？這對計算系統的未來意味著什麼？讓我們“一點一點”地接受它。

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量子計算簡述

圖片：被黑

所以，你們在學校都學過二進制數，對吧？計算機理解的語言？敲鐘嗎？經典計算機不接受或理解文字命令。無論您在計算機上做什麼，都以二進制單元的形式存儲在其內存中，僅由 0 和 1 組成。因此，經典計算機以二進制形式執行所有計算。由於二進制單位可以是 0 或 1，因此計算機可以處理或接受的計算複雜性的範圍也有限。由於其算法在處理和存儲超過特定限制和復雜性的信息方面存在局限性，因此計算機始終無法實現基準測試。

圖片：福布斯

這就是量子計算的用武之地。量子計算基於量子力學定律，在科學中研究粒子物質的大小和尺度遠小於原子，實際上比原子還小。這種粒子稱為亞原子粒子或量子粒子。現在，讓我們考慮這些亞原子粒子是計算機位。在量子計算中，計算機接收到的信息可以被進一步處理成更複雜和更小的位。

這可以通過一種稱為量子糾纏的現象來實現。二進制位相互疊加以形成連接、配對或分組的信息位。成對位傾向於處理更複雜和復雜的校准信息，因為與二進制形式不同，它們可以以多種單一狀態存在。這些糾纏在一起、相互依賴的比特稱為量子比特。

量子計算基本上將計算機的研究縮小到了一個較小的規模。一對處於量子態的二進制位 0 和 1 如果疊加可以形成四個體現態。類似地，三個 0 和 1 的量子位可以在八種不同的狀態下配對。現在想像有數百個；它會為你提供超過宇宙中粒子數量的狀態對。這就是量子計算的範圍。

量子計算可以為我們提供什麼？

圖片：TechFunnel

我們總是聽到一些關於股票市場、體育、世界或國家經濟、醫學研究和天氣的預測。這些預測指導著我們的日常生活決定，並塑造了我們未來的很大一部分。但是，我們從哪裡得到這些預測？計算。軟件和計算機機器運行傳入的數據和數學算法信息，以確定或估計該特定領域的未來會是什麼樣子。

來自洋流的數據決定了我們明天可以預期的天氣。醫院的核磁共振成像使醫生能夠為患者找到最佳治療方法。商業集團當前的決策允許金融分析師操縱股票圖表並改變未來經濟的形態。然而，仍然有許多複雜的計算問題遠遠超出地球上任何經典計算機或腦力的理解。量子計算可以是我們所知的計算分析的高端升級。天氣和財務狀況將比我們不得不面對它們的後果更早地獲得。

醫生和外科醫生將能夠做出新的發現並永遠改變藥物管理。我們將能夠優化所有資源並徹底清除廢物；計算和算法中的人工錯誤將不復存在；此外，我們或許能夠解碼自然及其現象的發生，因為自然本身就基於亞原子粒子的特性。

為什麼計算機製造商涉足量子計算？

圖片：技術評論

嗯，一個原因可能是建立壟斷和主導世界技術的競賽。在我們生活的依賴科技的社會中，我們已經向一流的科技公司和國家資助的科技項目提供了大量關於我們自己的個人信息。運行這種技術的人實際上統治了世界。量子計算是繼人工智能之後未來技術中的下一件大事。提供最佳量子分析和計算的公司將可以訪問與各個工作領域相關的各種公司、政府和個人數據。任何擁有該信息的人都有權為自己做出最佳決策，並且無論如何都將始終處於領先地位。

圖片：藍線

其他都可以賺錢。並非每家公司都為商業和企業用途提供量子計算服務，而且只有少數公司達到了可以實際執行實驗性量子計算的階段。所以，如果能開發出這樣的項目，肯定會歡迎投資者和其他有錢人。另一個原因可能是研究並行性和突破外層空間的限制。似乎是一些瘋狂科學家的願景，但如果量子位和量子力學理論在理論上可能有可能學習和解決太空研究人員和世界其他地方仍然不知道的外太空概念。

動機可以是無止境的，但在這方面的勝利不是一場遊戲，每個試圖解決量子計算的玩家都需要非常具體地了解它希望從這項研究和技術成就中得到什麼。

IBM 及其對量子計算的研究

圖片：IBM

IBM 首次涉足量子計算是在 2016 年，當時它推出了 IBM Initiative Q，這是一項行業級計劃，旨在提高商業和科學領域不同公司的計算分析能力。IBM Q 的成立旨在通過無錯誤診斷和分析實現資源優化，並為機器學習設定新的基準。該計劃的重點是在企業層面改進財務決策和升級風險管理技術。它很快將自己轉變為 IBM 的一個活躍的量子計算服務提供商分支，允許企業通過雲訪問其網絡。致力於改變當今業務的發生方式，

IBM Q System One：IBM 強大的量子計算業務

圖片：網絡中東

2019 年 1 月，IBM 首次宣布其新的 IBM Q System One 將很快用於企業計算用途，並最終於本月亮相，吸引了各種技術研究人員和量子力學專家。System One 是對原始 Q 的大規模升級，它提供高達 5 量子比特信息的分析服務。新的 System One 將能夠提供多達 20 個量子位的分析服務。在簡單的數學中，它能夠計算比其前輩多五倍的複雜問題。量子計算領域的最新參與者已經讓歐洲核子研究中心和費米實驗室等公司成為潛在客戶，他們已註冊通過雲使用其服務。新設計的系統能夠以比其前身更快的速度重置，並且如果其低溫恆溫器得到適當維護，

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IBM Q System One 是量子計算的一大飛躍嗎？

圖片：下一個平台

在推出它時，IBM 聲稱 System One 是“世界上第一台完全集成的”量子計算機，它可能會在不久的將來改變金融經濟和科學分析的進程。IBM 聲稱 System One 可能會打開研究之門，從而導致各種科學發現並實現資源優化和企業規劃的高目標。但是，在我們對 IBM 最新發明的功能做出最終判斷之前，該聲明需要進行大量討論。量子計算依賴於量子力學和量子糾纏定律。即使經過愛因斯坦和薛定諤等科學家的廣泛研究，這些定律也從未在實驗中得到真正的證明。各種理論仍然無視量子力學的很多概念，因此，IBM 不可能用 System One 解決所有問題。其次，雖然 IBM 聲稱它將通過這個改變商業計算分析的過程，但實現這一目標太複雜了。量子計算機目前只產生了實驗結果，系統一也會做同樣的事情。它們在現實工業環境中的實施是否真的可行是一個長期分析和理論化的問題。

圖片：ExtremeTech

我們可以說，System One 肯定會成為量子計算研究領域的標杆，其實驗結果將為發現量子計算本身的新能力開闢新思路。System One 不是解決問題的人，而是最有可能充當研究人員的角色，幫助我們進一步開發量子分析的工具和技術，並通過量子計算成功實現資源優化、風險分析和疾病診斷。

為什麼 IBM Q System One 可能不是終極機器？

圖片：經濟學家

因為使用我們今天保留的技術維護這樣的機器是非常精細、小心和主動監控的問題。量子計算機需要保持在遠低於 -100 攝氏度的冰點溫度。為什麼？因為即使是最輕微的波動也會扭曲量子粒子，並且需要在幾乎靜止的狀態下進行分析。由於 System One 剛剛推出用於商業用途，我們不知道它有多大能力讓自己免受這種扭曲。此外，IBM 最不可能將所有這些都投入到一台實驗量子機器上，這意味著它肯定有其他計劃。那麼下一個大問題是可靠性。如果沒有適當的測試，即使是 IBM 也不能聲稱它在商業用途上是 100% 可靠的。

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量子計算是 IBM 財務未來的一個好步驟嗎？

圖片：華盛頓郵報

老實說，對於一家擁有 100 多年曆史的公司來說，在冒險進入某事之前，財務前景並不是最重要的問題。IBM 不僅在來自各種國際組織的研究人員、架構專家和設計師的幫助下開發了 IBM Q System One。如果它已經這樣做了，那麼它肯定知道它在做什麼以及它需要做什麼來處理 IBM Q System One 的潛在未來。IBM 知道未來此類服務的量子計算和商業化可以帶來什麼。該公司最近未能通過其流行的技術產品和服務（如移動技術和網絡服務）吸引銷售。在這一切的過程中，對 IBM 來說，投資研究、知識、資金和未來對實驗技術的股份不能是一次試錯。

是否有任何相關風險？

圖片：英國矽

當使用這種動力技術解決問題時，應該考慮一些後果。如前所述，從實驗性量子計算到可實施量子計算的成功過渡將使 IBM 壟斷其他公司，並將其置於大型企業甚至我們個人生活的核心圈子中。此外，在人工智能集成的情況下，將如此大量的數據置於自我學習和自我分析的機器上不僅是一種風險，而且是可能存在危險的問題。此外，量子計算能夠突破密碼技術，該技術可用於阻止網絡攻擊並提供安全通信。但是，如果反向使用，它可用於破壞政府機構和企業研究的加密文件。所以，如果 IBM 成功了，

 現在說 IBM 可以用 Q System One 做什麼還為時過早，但必須牢記這種技術力量會隨著成功和進步而帶來什麼後果。此外，完全放棄使用經典計算機進行計算分析還需要更多時間，因為並非每個企業都可以選擇量子計算服務。目前，IBM 可能成為第一家維持盈利的量子計算業務的公司。Q System One 的實驗是否會打開生產力的新大門，還是會帶來機器智能和技術最終爆炸的風險？