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新里程碑 IBM 推出全球首台 53 位元量子電腦

IBM 紐約新量子計算中心

（綜合報導）9 月 18 日，IBM 在紐約舉行新量子計算中心的開幕儀式。新中心本質上是 IBM 量子電腦的資料中心，配備 5 台 20 量子位元的量子電腦，下個月將增加到 14 台，包括世界第一台 53 位元量子電腦──迄今為止可供外部使用的最大通用量子電腦。
IBM 指出，這台 53 位元量子電腦引入許多新技術，比 20 位元量子電腦有可觀的提升，為雲端部署提供更大更可靠的基礎。具體來說，它有更緊湊的自訂電路，可改善延伸性和降低錯誤率，處理器設計也有升級。
IBM Research 主管 Dario Gil 說：
2016 年，我們第一次將量子電腦放到雲端，嘗試將量子計算從孤立專業的實驗室移轉至成千上萬的普通用戶。我們唯一的目標就是達成量子優勢，開發出強大的量子系統，最終解決用戶面臨的實際問題。
雖然量子計算仍是高度實驗性的領域，受限於超迷你電腦的困難物理特徴，也受限於將機器冷卻到絕對零度。但 IBM 表示，他們正與多方密切合作，推動量子計算的進步，因為這至關重要──量子電腦有助於解決當今經典電腦不可能解決的計算問題，包括模擬醫療藥物和材料科學使用真實分子的複雜性、最佳化金融投資績效等。
IBM 還表示，自 2016 年以來，全球用戶社群透過雲端計算在 IBM 量子電腦進行了 1,400 多萬次實驗，並發表了 200 多篇科學論文。現在新量子計算中心成立；IBM 也承諾量子電腦 95% 計算能力將用於為用戶服務，進而滿足超過 15 萬名註冊用戶，以及近 80 家商業用戶、學術機構和實驗室對量子計算的需求，推動量子計算發展。
IBM 證明量子電腦比傳統電腦更強大
量子運算（quantum computing）真的有這麼厲害嗎？這項被視為「下個世代運算工具」的技術，要真正邁向商用，恐怕還需要科學家多年的研究與努力。在解決複雜的數學問題上，量子電腦一直被認為，相較於傳統電腦擁有理論上的優勢，不過礙於現階段技術，這些理論都還無法確切被證實。
不過現在，IBM 研究人員已經有證據可以證明，量子電腦確實比傳統電腦運算速度還要快上許多。

過去人們都認為在解決特定問題時，量子電腦比傳統電腦好，但這都只是理論而已，要把兩者放在相同的條件下比較，在現在的技術下比較難實現。「我們可以證明，在相同時間內運作的量子電腦，確實比傳統電腦更強大，能更好的解決二元二次型相關的某些線性代數問題。」最近 IBM 研究人員 Sergey Bravyi 與德國慕尼黑工業大學的一組研究人員在《Science》上發表了一篇論文，讓過去的理論終於被證實。
一般電腦（包括桌機、筆電、平板、智慧型手機）都採用二進位制的計算單位「位元（bit）」，意思是 0 與 1 的二分法，一次只會出現 0 或是 1 單一種狀態，也就是「yes / no」形式；量子電腦則採用「量子位元（qubit）」，這種計算方式有「疊加（superposition）」特性，可以同時出現 0 與 1，產生 00、01、10、11 的疊加狀態，也就是「yes / no / both」形式。過去人們都認為在解決特定問題時，量子電腦比傳統電腦好，但這都只是理論而已，要把兩者放在相同的條件下比較，在現在的技術下比較難實現。
正因為量子物理定律可以允許同時出現多個狀態，在面對相對複雜的問題時，量子電腦一直被認為，擁有比傳統電腦更快解決問題的能力。
為了證明過去量子電腦具有優勢的理論，研究人員開發出一種可以得出困難代數問題的量子電路，這種量子電路只會在每個量子比特上執行固定數量的運算，研究人員稱這樣的電路具備「固定的深度」。
研究人員表示，因為量子電腦可以同步處理許多問題，因此不論輸入量的多寡，量子電腦都可以在固定數量的步驟內解決問題；而傳統電腦面對複雜的問題時，一旦輸入的量越多，就會需要更多的步驟才能解決問題。白話來說，研究人員發現傳統電腦不能在「固定的深度」中解決相同的問題，而量子電腦正因為量子物理的非侷限性，證明了比傳統電腦更強大。

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