编者按：在最近的几年之内，很多人都在预言量子计算机即将问世，并且会彻底地改变人类的生活。虽然在量子计算机的研制上，还具有很多的不确定性，但是一些大公司们已经开始展望这一项目的盈利前景和竞争对手了。

五年之内，Google就会制造出来一款可用的量子计算机。这是Google刚刚押宝的一个项目。在上周末发表的Nature杂志上，Google的量子人工实验室通告世界，这种运用神奇的量子力学制造出来的机器，即将在一些特定的任务测试中战胜传统的计算机。他们说，这种长期被预言的技术即将脱颖而出，并改善已经重塑技术世界的人工智能。“量子计算领域将很快实现一个历史性的里程碑，”团队写道，他们称这个里程碑为“量子优势”。

而现在，IBM也正在自己耕耘这一领域。今天该公司宣布，计划在今年内向商业和研究机构提供商业量子机。 这些机器不会带来量子优势 —— 即，它们不会超过传统机器的性能。 但和谷歌一样，IBM声称在未来几年内将达到这一门槛。 IBM研究副总裁Dario Gill说：“我们正在到达这个关键时刻。”

这两个公告大约在同一时间发表并不令人意外。真正的量子计算机还没有成型。 量子网络安全公司ID Quantique的创始人兼首席执行官Gregoire Ribordy说：“今天你还不能（在量子计算机上）做任何实际操作。 但是，世界上最大的科技公司们已经在为自己的商业优势而战斗，因为他们认为未来在量子领域肯定会有大突破。” Google和IBM现在都表示他们将通过互联网提供真正的量子计算（称为量子云计算）。 微软最近聘请了几位重磅的研究人员，努力依靠自己来构建量子计算机。 在中国，互联网巨头阿里巴巴与中国科学院合作建立了一个量子计算实验室。 与此同时，各种组织（包括Google）正在探索D-Wave的商用机器的潜力，这种方法需要一个更直接、但不那么强力的方法来解决这个问题。

“这是IBM的重要承诺。”麻省理工学院物理学家兼量子计算研究员Ike Chuang，曾使用过IBM计划商业化的量子计算机的一个不太强大的版本。他说： “这显示出一种信心，即量子计算可以赚钱。”但是在开发量子技术多年之后，IBM也试图阻止这个领域的一个相对新人——Google，并偷走它的量子思维。 目前还不清楚这两家公司的斗争是否会持续下去。 量子计算的未来，如量子态本身，仍然不确定。

伟大实验

承诺能制造量子计算是一个宏大的行为。 在雄心勃勃的远端，一些理论家认为量子计算机可能破解现在用于保护世界的私人数据的加密方法。 在短期内，研究人员认为，量子机不仅可以加速机器学习的进程，而且可以促进新药的开发，简化金融市场，甚至解决交通问题。

经典的计算机——就像你现在桌面上的计算机 —— 在微小的晶体管中存储数据，每个晶体管都有一个“bit”的信息：1或0。但量子计算机显然改变了这个模式。 由于电子、光子和其他量子系统展现的叠加态 —— “量子位（qubit）”可以同时存在两种状态。 它可以同时存储1和0。 反过来，两个量子位可以同时保存四个值：00，01，10和11。到达理论极限的话，你可以有一个在指数级别上更强大的机器。

这不可能没有什么意义。 这些原则违背了经典逻辑。 研究人员八十年代就第一次提出了量子计算机的想法，但是今天我们能开始做的也只是证明它的现实可能性。有一个矛盾的问题：如果你试图检查系统的叠加状态，它就会“坍塌”。它只能像一个经典机器一样存储1或者0，而不是1和0。 为了建立一个可行的量子计算机，研究人员必须以某种方式算出特定状态的概率。

Google和IBM都在努力试图做到这一点。IBM使用的技术，是将超导电路放到一个接近绝对零度的冰箱内。这是一个微妙的过程，需要非常小心。 这也是它将提供给其他企业的量子电脑留在纽约的IBM公司设施之内，客户只能通过互联网访问它们的原因。在Nature的编译文稿之中，谷歌研究人员说，该公司有一个类似的计划，通过云端数据传导，连接建立在加利福尼亚大学圣巴巴拉大学的工作站，可以访问他们的量子处理器。

IBM希望其客户——可能是大学和大公司的研究人员，以实验的方式使用其实验中的系统。 像Google一样，该公司将其云计算作为加速量子计算成长的一种方式。 但它也想在这个过程中赚钱。 IBM表示尚未决定如何对这一系统收费。这一系统可供租赁或出售， 但更有可能的是将收取定期的访问费，很像今天正在运作的云计算服务。 无论如何，这个想法的目的是随着技术的改进定期升级这些机器。耶鲁大学前研究员Jerry Chow，现在正在帮助IBM的量子计算进行海外研究，他说道：“我们不只是想建造这些机器，而是想要构建一个允许人们使用它们的框架模式。”

在接下来的几年中，IBM希望将这些机器能够扩展到50个量子位，远远超出了现在通过互联网提供的5位量子机（免费提供）。该公司认为，在50个量子位的量级，量子计算机将比起经典系统能更好地处理一些特定任务。像Google一样，IBM指出化学建模是一种可能的用途，这可能加速新药的发现。同时，量子计算机处理优化和概率问题的能力，可以促进机器学习和金融交易能力的提高，以及解决最棘手的交通问题。我们可以这样想：当自动驾驶汽车上路的时候，量子计算机可以帮助确保它们都采取最有效的路线。

这些改进过的量子系统仍然缺乏“误差校正”功能，这意味着我们不会完全确定它们做出的每个计算（都是对的）。但研究人员说，我们仍然可以在错误中得到极大的收获。在Nature的这篇论文中，Google将这种力量与新兴起的深度神经网络、复杂数学系统进行了比较，分析了大量的数据学习离散任务——如图像识别和机器翻译。这些系统会犯一些错误，并且我们很难完全理解它们的工作原理和原因。然而，它们已经证明在从图像识别到最复杂的任务中，（量子计算机）都非常有效。谷歌研究人员说，量子计算虽然“缺乏理论保证”，“但这并不妨碍它会成功”。谷歌和IBM都在向我们展现大的图景，但确实有不确定性。

翻译来自：虫洞翻翻     译者ID：Solvabichiv  编辑：郝鹏程