Google高管同时也展示了Google将会于美国加州新成立的量子AI园区。这个园区将会拥有Google首个量子数据中心、硬件研究实验室以及Google旗下首个自己的量子处理器芯片生产设施。

量子计划最大的优势，是在于处理数据时的速度、量级以及精准度，使得再复杂的运算也可以更快地完成。专家预计，量子计算可以在包括医疗、经济、加密、人工智能、可持续性以及能源等多个领域内推动突破。

Erik Lucero表示：

“当我们着眼于未来10年的时候，很多全球性的挑战，从气候变化到处理疫情都需要新型的运算来处理。制造更好的电池在不制造额外2%碳排放的情况下开发新的化肥或者研发更多的标靶药物，这些工作都需要我们更好地理解以及设计分子。而要做到这一点，我们就需要更精准地模拟大自然，但是目前的普通超算并不能够很好地模拟分子。”

量子计算机的路上并非只有Google一家公司，IBM今年也会在美国克里夫兰安装他们首套商用量子计算机，因此Google能不能赶上其他公司在商业化量子计算机的进度还是未知之数，但好的是他们总算是开始做了。

对于霍尼韦尔这个牌子，可能现在很多人的印象就是: “做口罩的嘛”，不过其实霍尼韦尔和3M一样，都是一个多元化的制造企业，可以说是上至天文航空下至地理石油天然气等等都有涉足，业务非常广泛，而不仅仅是做做口罩的（笑）。

不过即便霍尼韦尔的业务非常广，但是当他们表示会在未来3个月内推出他们自己的量子计算机时，笔者也是有点惊讶了一下，还专门去看了下这个霍尼韦尔是不是就那个霍尼韦尔（笑）。

通常量子计算机都是以量子位（Quantum bit）作为单位的，而量子体积则是一种超越量子位的量子算力单位，它是用来衡量一部量子计算机可以解决多复杂的问题，而霍尼韦尔的这部量子计算机的量子体积是IBM Q System的两倍。

对于量子计算机的潜力，霍尼韦尔的CEO及主席Darius Adamczyk表示：

“量子计算将使我们能够应对复杂的科学和商业挑战、推动算力、运作成本以及速度的改进。材料公司将可以探索新的分子结构；运输公司可以借此优化物流；金融机构可以用上更快、更精确的软件应用；制药公司可以更快地发现新药物。霍尼韦尔正在努力影响量子计算的发展方式，为我们的客户创造机会让他们可以从这项强大的新技术中受益。”

霍尼韦尔详细的量子计算机研究论文可以在这里看到。

在之前Google那份被泄漏出来的文件里，曾经提及到自家的量子计算机已经达成了量子霸权，即是指完成了传统计算机在合理时间内不能完成的任务。而他们这样说的理由是Google的量子计算机以3分20秒的速度完成了一个传统超级计算机需要耗费1万年才可以完成的运算。

不过IBM则对此提出了异议。他们博客上的一份研究报告表示，该项运算在传统超级计算机上其实只需要两天半就能够完成，并不需要1万年。IBM认为，Google在进行实验时，并没有把传统超级计算机的潜能给完全发挥出来。

值得留意的是，除了在Google这份被泄漏的文件内说过达成量子霸权外，直至目前为止Google官方并没有正式承认过这点。

IBM表示，Google在传统超级计算机上的量子实验占用了很多内存，但他们其没有把硬盘的容量也用上。而Google的泄漏文件也是基于这点认为传统超级计算机不能够完成这项实验。

在IBM自己的实验当中，他们在进行同样的测试时除了占用大量的内存外，也用上了更大量的硬盘空间来协助加速运算，并且也应用了几项可以优化传统计算机系统性能的技巧。

IBM应用的各种优化

如果真的要比较量子计算机和传统超级计算机的优劣，那必须是比较目前最顶尖的超级计算机，以及利用高度优化过的算法。根据IBM的说法，Google似乎并没有为他们的测试系统和算法作出这么多的优化，无形中让它们处于劣势。

除此之外他们也表示，「量子霸权」这一个说法经常被错用了，因为量子计算机永远不会把传统超级计算机比下去，它们两者间未来更应该会更紧密地一起工作。这也是为甚么IBM开始用「量子优势」这个词来代替量子霸权，虽然量子计算机是比传统超级计算机快很多，但仍有不少的运算还是需要传统超级计算机来完成。

虽然说这次实验只是在单一程序上进行，并且量子计算机在全面普及商用的路上长路漫漫，但这些都并不阻碍谷歌展示量子计算机的计算速度远远超过目前基于晶体管打造的普通计算机，同时也终于以实验证实量子计算机是可行的。谷歌研究员表示「这是目前已知的只能以量子计算机来进行的运算实验。」

在这次实验中，谷歌的53量子位处理器以3分20秒的速度就完成了对量子电路中的样本采样一百万次，而普通超级计算机需要耗时一万年时间才能完成这个运算。这个运算的过程是对「涉及量子现象而形成的特殊场景下产生的随机数字」进行采样。

研究员同时预测，量子计算机的运算能力将会以双指数速率增长，第一是源于量子计算机的运算效能比起普通计算机有无可比拟的优势，第二是因为量子处理器的更新迭代。

谷歌曾经在NASA网站上刊登过该篇论文，不过随即被下架了。谷歌发言人拒绝就此评论，但有消息指该篇论文是在未经同行评审下意外地发表的。

IBM最新的53量子位元计算机（图片来源：Cnet）

我们总觉得量子计算机是科幻片里的产物，但其实近年来，多家公司都已经公布了了各的量子计算机，包括谷歌、IBM、微软和Intel。在去年，IBM更是在CES上公布了一款商业化的量子计算机IBM Q System One。

在2011年时首台商用量子计算机就由加拿大公司D-Wave公司发布了。虽然由于在使用的运算模型上有一定争议，但是还是引起了业界的轰动。之后逐渐有国家和科技巨头加入量子计算机的研发工作中。谷歌和NASA也合作研发量子计算机。蓝色巨人IBM也在量子运算模型上取得了突破。同时于2019年CES展会上展出了科幻味儿十足的IBM Q System One。中国科学院可也在2017年宣布制造出了首台光量子计算机。

现在的硅基电子芯片在封装测试时仅需要很短的时间就可以完成测试，作为对比，尽管已经有公司研发出了量子计算机，但是用于测试的时间通常可以高达数个月。所以未来要测试量子计算机，也需要研发可以在较短时间内测试量子比特的工具。

Intel与合作伙伴共同研发这款量子计算机测试工具作为用于研发自己的硅基量子计算机的工具，这款工具可以让Intel更加容易的在硅片的量子比特测试，允许 Intel自动化的收集有关自旋量子比特的的相关信息，如量子噪声源，量子点质量以及可用于创建自旋量子位的材料，减少量子计算机的制造问题。Intel已经在首次演示中测试了含有100多量子比特位的晶圆。极大地降低了测试复杂度的和时间。

量子计算机从理论到实际产品出现已经有几十年的时间。近年来量子计算机的研发速度逐渐加快，同时像Microsoft也已推出了量子计算机的编程模型。随着像这类快速测试工具的研发成功相信等不了多少时间，量子计算机的研发时间会越来越短。

路透社报道，9月13日美国众议院通过了有关量子信息科学的立法，以制定“统一的国家量子科学战略”，该项目为期十年，在2023年截止的头五年中将提供13亿美元的资金，该法案获得了美国两党议员的支持。

本周一，美国政府还举行了有关量子计算机的会议，参会的包括美国五角大楼、国家安全局、白宫安全委员会、美国航空航天局、能源部、农业部、国土安全、州及内政部门等政府官员，被邀请的科技公司则包括IBM、谷歌、英特尔、洛克希德马丁、霍尼韦尔、AT&T等，金融公司包括高盛、摩根大通等等。

在这次会议上，美国政府将发布一项如何推进下一代技术的战略，白宫科技政策办公室助理主任杰克泰勒表示此次会议的目的是将关键利益相关者聚集在一起，并“真正制定计划”，帮助实现量子计算，并寻求政府需要采取哪些额外措施的意见。

此外，报道称美国众议院科学、太空和技术委员会主席、德克萨斯州共和党众议员Lamar Smith说：“中国公开宣布了在未来十年内实现超越美国的全国目标。”他敦促众议院同事支持该法案。 “保护美国在科学界的统治地位。”

与现有计算机原理不同，量子计算机依据的是量子学的测不准原理，量子纠缠态可以同时当作0、1，因此量子计算机能够实现现有计算机做不到的功能，不过量子计算机并不能取代现有计算机系统，双方的用途并不一样。

量子比特就是衡量量子计算机能力的关键，去年IBM商业化的量子计算机是5量子比特，升级后可达20量子比特，计算机能力是2的20次方，未来几年IBM还将进一步商业化50量子比特的量子计算机——这个性能就了不得了，50次方大约是10的15次方级别，千万亿级别的性能了。

光量子计算机是量子计算中的一种，使用光子进行“多粒子纠缠的操纵”，去年我们报道过中国科学技术大学潘建伟教授及其同事陆朝阳、朱晓波等，联合浙江大学王浩华教授组成团队成功构建了世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机，该原型机的“玻色取样”速度不仅比国际同行类似的之前所有实验加快至少24000倍，同时，通过和经典算法比较，也比人类历史上第一台电子管计算机（ENIAC）和第一台晶体管计算机（TRADIC）运行速度快10-100倍。

潘建伟团队的论文是发表在《自然·光子学》杂志上的，现在又有一篇有关光量子计算的论文出来了，论文题目是《Large-scale silicon quantum photonics implementing arbitrary two-qubit processing》（大规模硅基光量子实现任意双量子比特处理），论文的第一作者是现在的中国军事科学院国防科技创新研究院的强晓刚博士，这是他在英国布里斯托大学攻读博士期间做的项目，除了这两家单位之外，这个项目还有国防科技大学、中山大学和北京大学科研人员的参与。

他们团队研发的光量子芯片只有2个量子比特，单看这一点的话比起其他量子计算机差得很远，但他们这项研究的意义在于首次在单个芯片里实现了2个量子比特的控制，这也是论文题目的由来。

普通量子计算机中实现单个量子比特的操作还算容易，但是增加第二个量子比特并实现量子纠缠的控制就不容易了，这被认为是是光量子最具挑战性的任务之一。

根据论文摘要，强晓刚博士的团队采用了成熟的CMOS工艺制造处理器芯片，包含了200多个光子器件，通过对光子器件编程实现了98种不同的双量子比特运算，平均量子保真度为93.2%，正负波动4.5%。

不过强晓刚博士也提到现在的2量子比特计算还是很原始的，这项技术还有很长的路要走。

说到量子计算机，这么科幻的名字听上去就非常高大上，各路物理、化学、数字渣纷纷表示我们看得懂量子力学教科书的每个字，就是不懂量子力学科学家们在说啥。之前我们也在IBM量子计算机的报道中提过量子计算的一些基本概念——量子计算机计算使用的是量子比特（qubit），目前的电子计算机只能是0或者1中的一个状态，量子计算机因为海森堡测不准原理而具备同时存在0和1状态，存储能力、计算能力相比电子计算机呈指数级增长。

量子比特就是衡量量子计算机能力的关键，IBM目前能商业化的量子计算机是5量子比特，升级后可达20量子比特，计算机能力是2的20次方，未来几年IBM还将进一步商业化50量子比特的量子计算机——这个性能就了不得了，50次方大约是10的15次方级别，千万亿级别的性能了。

再说回现在的光量子计算机——实现量子计算也有不同的技术路线，来自人民网的消息称国际学术界在基于光子、超冷原子和超导线路体系的量子计算技术发展上总体进展较快。在每个路线中，量子计算的核心资源都是“多粒子纠缠的操纵”，它的多少就是用上面的量子比特来衡量的。

现在中国科学技术大学潘建伟教授及其同事陆朝阳、朱晓波等，联合浙江大学王浩华教授研究组构建的量子计算机就是光量子路线的，他们的团队去年底创造了10光子量子纠缠的的全球记录。

今天下午的发布会，潘教授及其团队宣布成功构建了世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机。团队利用自主发展的综合性能国际最优的量子点单光子源，通过电控可编程的光量子线路，构建了针对多光子“玻色取样”任务的光量子计算原型机。

实验测试表明，该原型机的“玻色取样”速度不仅比国际同行类似的之前所有实验加快至少24000倍，同时，通过和经典算法比较，也比人类历史上第一台电子管计算机（ENIAC）和第一台晶体管计算机（TRADIC）运行速度快10-100倍。5月2日，该研究成果以长文的形式在线发表于《自然光子学》。

“当量子比特的操纵数量达到5个比特就能超越早期经典计算机，25个左右的时候，就能和现在的普通计算机计算能力相当。”潘建伟透露，目前研究团队正在致力于20个超导量子比特量子计算机的设计、制备和测试，并计划于今年年底前发布量子云计算平台，供科学家“体验”量子计算。

前面提到的是光量子路线的量子计算机，人民网记者还了解到他们的团队在超导体系的研究中也几乎同时取得了突破性进展。研究团队打破了之前由谷歌、NASA和UCSB公开报道的九个超导量子比特的操纵，实现了目前世界上最大数目（十个）超导量子比特的纠缠，并在超导量子处理器上实现了快速求解线性方程组的量子算法。成果即将发表于《物理评论快报》。

PS：量子计算机不同于目前的电子计算机，它的计算能力超级强大，但不会完全取代电子计算机，二者的机制并不一样。现在谷歌、IBM、微软等公司都大力投资研发量子计算机，中国的科研人员也意识到了量子计算机的前景，也有不少高校、公司投身这个领域。

现在潘建伟教授及其团队在光量子计算机上取得了重大进展，无疑是中国在量子计算机领域的一个突破，中国这次进步在国际领域到底是什么水平对普通人来说还是难以理解，只看量子比特位的话，现在的水平确实超越不了IBM、谷歌顶尖水平，但是年底要能实现20量子比特，这就很强大了，IBM商业化的IBM Q量子计算机目前也才5量子比特，未来才能提升到20量子比特。

中国从超算领域一穷二白到神威·太湖之光靠国产芯片取得TOP500第一走了20多年，最近几年进步非常大，希望量子计算机领域能大大缩短追赶国际先进的时间。对于国产的光量子计算机，大家是怎么看的呢？有什么要说的吗？欢迎加小超哥（ID：9501417）微信来聊聊。

前两天还在跟同事们吐槽说从我十几年前的学生时代就看过各种生物计算机、光学计算机、量子计算机获得突破性进展的消息了，没想到今天依然还是在重复这样的报道，但是IBM的商业化量子计算机总算是个重要突破了，首先我们得知道量子计算机到底是什么？

想知道量子计算机就得了解一点量子力学——作为让专业物理系大学生都头痛的学科，量子力学对普通人来说真的是太玄学了，不过有个最关键也是最有名的原理——海森堡测不准原理（不确定性原理），就是说量子力学中粒子的位置和动量不能同时确定。

与电子计算机不同，量子计算机计算使用的是量子比特（qubit），简单来说就是电子计算机计算只能是0或者1中的一个状态，量子计算机因为测不准原理而具备同时存在0和1状态，存储能力、计算能力相比电子计算机呈指数级增长。

量子比特就是衡量量子计算机能力的关键，IBM目前能商业化的量子计算机是5量子比特，升级后可达20量子比特，计算机能力是2的20次方，未来几年IBM还将进一步商业化50量子比特的量子计算机——这个性能就了不得了，50次方大约是10的15次方级别，千万亿级别的性能了。

今年上半年，IBM还会公布全套SDK，用户可以在IBM的量子计算机平台Quantum Experience上进行编程了。

IBM的量子计算机首先也会应用于药物研发、金融分析、AI人工智能及云服务等领域，照这个速度发展下去，未来个人用户使用量子计算机还是可以期待的。

详情可以参考IBM官方资料。

说到Rambus，大家最先想到的应该是他们跟各大内存公司的专利官司，自从P4时代退出实体内存之后，Rambus这么多年几乎就靠着打官司、收赔偿金过日子，除了Intel赔了不少钱之外，Rambus相继从SK Hynix、三星、美光、高通等公司拿到了不少授权费，差不多跟内存相关的大公司都收割了一遍。

不过这种业务不能长久，能收到人头费的公司也没多少，Rambus这两年也尝试过开拓新的业务，包括LED灯泡、无镜头传感器等等，只是这些领域还无法快速变现，而他们擅长的领域其实还是内存技术，所以回头来又继续搞内存，前不久还推出了R+服务器内存技术，号称比DDR4内存还要好。

这一次他们搭上了微软，将和微软一起研发量子计算机内存技术，这种新型计算机对软件、硬件及其他部件的要求不一样，而现存的计算机架构在实时数据不断增长的今天快要达到极限了，所以他们需要新一代高性能、低功耗计算架构。

虽然双方的合作还没有什么细节公布，不过Rambus擅长的是内存技术，与微软的合作应该重点关注新一代内存技术，突破点就是高性能的同时功耗更低。