第一臺商用量子計算機升級 售價高達1500萬美元

　　生活中能見到“量子”這個詞最多的地方，一個是科學新聞中，另一個恐怕是科幻小說里：“量子計算機”已經是各種文藝作品里描述未來計算機的固定配置了。事實上，在對“量子計算機”的研究還很早期的現在，有一家公司的量子計算機不僅商用了，而且最近還推出了升級版。

　　加拿大公司D-Wave近日宣布，推出旗下最新型號的量子計算機D-Wave 2000Q，計算能力是從前型號的兩倍。

　　D-Wave公司稱， 新計算機售價1500萬美元，Temporal防御系統公司是這臺新計算機的首個客戶，主要目的是用于網絡安全研究。

　　但“量子”這個概念很大，真正用來替代現今電子計算機的量子計算機也還停留在實驗室里。D-Wave的量子計算機從這家公司1999年建立，到2007年推出第一款產品D-Wave One直到現在，圍繞它們的爭議就沒有停止。

　　電子計算機的芯片，是用一個個有開、關兩種狀態的“門電路”組成的。理論上的量子計算機，它的基礎結構“量子門電路”，可以處在開、關這兩個狀態的疊加態上。如果要比喻的話，如果電子計算機可以進行n個計算，量子計算機就可以進行2的n次方種計算。

　　D-Wave的量子計算機怎么運轉？它靠模擬大自然的自發現象來運算。舉例來說，一片枯葉的空氣中落地的過程很自然，但這個過程實際上就是一系列描述空氣動力的復雜方程的一個解。2013年發表在Nature的一篇論文顯示，D-Wave量子計算機中的量子芯片，可以利用量子隧道穿透效應，在短時間內完成自然環境里從高能級向低能級的轉變，產生一個可以幫助優化復雜問題的參數。這個過程被稱為“求解離散空間的局部最優化值”（QUBO），這種算法被D-Wave叫做“量子退火”（quantum annealing）算法。而這種問題，是傳統計算機不擅長處理的。

　　所以D-Wave 的爭議之處在于，他們的“量子計算機”并不是理論中的那種計算力可以超越現今電子計算機很多倍的通用型計算機，它不能編程，也不能解決QUBO 之外的其他問題，但它確實利用了量子效應，叫做量子計算機并沒問題。這次公布的2000Q 新型號計算機，就是增加了其中量子退火芯片的數量，提高了運算速度。

　　在這之前，Google 買了一臺D-Wave 量子計算機用來研究人工智能、美國國家宇航局NASA 和軍火商洛克希德·馬丁也采購了同樣的機型用來研究。

　　與此同時，真正的通用型量子計算機的研究也有一些突破。2016年8月，美國馬里蘭州大學在實驗室中制作了具有5個量子比特的計算機原型。這個原型和其他量子計算機都不一樣，它可以編程從而解決不同的問題。論文稱，這一系統進行基本運算的準確率大約為98%。