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2021/6/17 10:36

首台IBM量子计算机进入欧洲 能否激活量子计算生态系统

C114通信网  余予

C114讯 北京时间6月17日消息(余予)IBM的Katia Moskvitch日前发布博客,讨论了IBM 在美国以外的第一个量子系统。据悉,当地时间15日,欧洲首台量子计算机“IBM Quantum System One”在德国斯图加特附近正式揭幕。

以下为博客全文:

几个月前,德国弗劳恩霍夫应用研究促进协会(以下简称“协会”)收到IBM Quantum System One,该系统到当时为止只存在于IBM 位于纽约的数据中心。

IBM Quantum System One(来源:IBM)

协会确信Quantum System One 将为这种新计算方式的未来工业应用铺平道路。它还将引导更多的研究,并帮助发展全球量子就绪的劳动力。这是IBM量子计算技术商业化扩展的第一步。预计今年7月,日本的一台量子计算机将加入弗劳恩霍夫;在不久的将来,一台量子计算机也将被安装在俄亥俄州的克利夫兰诊所。

“量子计算为工业和社会开辟了新的可能性,”弗劳恩霍夫能力网络量子计算协调员Hannah Venzl表示,“这使我们可以更快地开发药物和疫苗、改进气候模型、优化物流和运输系统、或者更好地模拟新材料。为了实现这一切并推动量子计算的快速发展,我们需要在欧洲积累专业知识。”

不只是在欧洲,在世界上也是如此。

积累专业知识对于创建量子产业至关重要。我们预计在十年内将实现“量子优势”:量子计算机将提供更准确、计算成本更低的解决方案;将能够计算我们今天无法解决的问题。当它被实现时,量子计算可能会改变世界。但同样地,世界也需要为它们的到来做好准备。

这就是我们的量子未来——随着量子计算机开始在全球范围内出现,它离我们可能比我们想象的更近。

解决量子人才短缺问题

在协会的IBM Quantum System One拥有半英寸厚的黑色圆柱形的硼硅酸盐玻璃气密外壳,内部是 27 量子比特的IBM Falcon 处理器,是IBM 最先进的量子处理器。它保持在比外太空更冷的温度下,其量子比特具有很长的相干时间,以及大约1020 瓦的精确、低噪声操作。

虽然协会是美国以外首个拥有IBM Quantum System One的地方,但在过去十年中,人们对量子技术的兴趣一直在稳步增长。现在几乎所有国家都有量子计算初创公司。除IBM外,许多科技巨头也在该领域取得进展。总体来说,全球量子技术市场可能很快达到近220亿美元。

但事情就是这样,尽管对研究本身的投资很重要,但光有投资还不够,量子计算机的发展与其大规模商业化之间存在脱节。

在现阶段,仅有一小部分企业做好了量子准备。绝大多数公司仍然没有能够使用量子计算机、进行任何形式量子编程的劳动力,甚至他们不知道量子计算机如何帮助他们。除此之外,量子在职培训很少,企业也很少雇佣具备量子计算技能的员工。

这就是为什么像 IBM 和协会这样的合作伙伴关系至关重要的原因,即使是这样,也没有必要购买一台量子计算机来访问它。

目前,IBM Quantum Network中有150个组织,包括研究实验室、初创公司、大学和企业,它们都通过云端访问 IBM量子计算机。

几周前上线进行测试的IBM Quantum System One已经在努力工作了。德国研究人员将重点放在量子优化上,已经开始探索储能系统材料的新模拟方法;研究人员正在积极研究的另一个项目是更好地优化金融资产组合并提高能源供应基础设施的稳定性参数。他们甚至打算利用量子计算机来突破量子机器学习深度学习的极限。

“在协会,我们拥有应用研究和工业项目方面70 多年的专业知识,我们与工业密切相关,”Hannah Venzl 表示,“有关该系统的培训将帮助我们开发实际应用,同时在德国工业和协会本身建立起重要的竞争力。”

远程构建量子计算机

IBM德国团队组装过程(来源:IBM)

受到2019年新冠疫情的影响,IBM构建量子计算机的工作不得不通过远程操作进行。

“2019年10月,我有机会在现场直接同当地设计团队进行交流,让包括电工、水管工在内的每个人都参与进来,并详细向相关人员介绍及部署工作,”IBM 量子主管Chris Lirakis表示,同时,他认为“只有通过肢体语言的交流,才能将文化和语言上的差异都考虑进去。”

然而,Chris Lirakis的计划出了变故。

疫情意味着美国团队的任何人都不能飞往德国。因此,IBM 员工不得不决定采用受 NASA 启发的远程组装技术,将这次疫情下的的远程工作实践发挥到极致。

最初,IBM德国的团队没有组装完整系统的经验。因此,Lirakis 和他的同事为德国工程师开设了深度量子组装课程。通过这种方式,他们每天数小时、持续数周地将自己关在一个“虚拟教室”里。在斯图加特每天的凌晨2点,美国团队必须同德国团队进行视频电话会议。

在这样不断的努力下,他们取得了成功,量子计算机按照原计划于2021年上线。

提前做好量子准备

虽然量子系统是为协会提供的,但协会以外的研究人员也可以将其用于民用研究和教育。使用该系统需签订合同,按月付费。这种方式可以在没有长期承诺的基础上为合作伙伴灵活性。

每增加一位通过实验室或云端访问量子计算机的新的研究人员,都有助于使量子人才由涓涓细流变为一股洪流,这对新兴的量子时代至关重要。我们需要在研究人员和学生之间进行更多这样的合作,以创建多样化的量子劳动力,应对未来量子技术领域的市场需求。

这里的关键在于“多样化”。

使用量子计算机的科学家和学生不应该只是物理学家或程序员,一个成功的量子生态系统需要量子计算工程师、计算机科学家、技术人员、光学和光子学专家,甚至经济学家、市场领导者和传播者。

我们需要熟练的量子程序员为不同领域的特定问题创建量子算法库,同时,我们也需要量子专家来进一步改进软件和硬件,推进核心量子计算技术的发展。除此之外,我们还需要企业有足够的量子意识,能够意识到量子计算机将帮助他们显著提高产量,并可能创造出他们今天无法创造的产品。

随着技术和生态系统的成熟,将出现数以千计的新职业。我们需要解决当今量子人才短缺的问题,确保有足够多的人才来填补空缺。我们必须在技术准备好之前让世界做好准备,以获得最大的回报。

像IBM与协会这样的合作越多,越有助于实现量子行业的民主化,从而建立一个充满活力的量子计算生态系统,让世界做好量子准备,并开始塑造我们的量子未来。

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