量子计算越来越近，亚马逊，IBM和微软各显神通

腊梅寒香

量子计算可以帮助没有十亿美元预算的公司设计超级电池，制造复杂的化学物质并了解宇宙。
在令人兴奋的量子计算世界中，一场竞赛正在进行中。在全球范围内，科技巨头正在建造自己的机器，并正在加速将它们作为云计算服务提供给世界。在竞争中：IBM，Google，Microsoft，Intel，Amazon，IonQ，QuantumCircuits，RigettiComputing，以及最新推出其量子计算计划的Honeywell。
他们都在争相展示自己解决新型复杂计算问题的能力。
如果一个玩家能够取得成功，它可以像IBM在个人计算机和苹果在智能手机上的方式一样，带来一场计算革命。量子计算机不会取代传统的计算机，但是它们可以提供传统计算机无法实现的突破，包括开发新材料，减少城市交通或使卡车车队更高效地运送包裹。分析公司Tractica预计，到2020年，量子计算的支出将从2020年的2.6亿美元激增至91亿美元。
那么谁在领先呢？咨询公司埃森哲（Accenture）的量子实践技术架构师丹·加里森（DanGarrison）说：“这取决于一周或一个月。”他说，量子云的参与者并驾齐驱。
量子计算公司已经开始了多年的历程，以增加量子数据处理的基本元素即量子位的数量，并减少如今限制量子计算复杂性的错误率。传统计算机将数据存储为可以为0或1地位，而qubit可以存储结合了0和1得更为复杂的状态。该设计原则上使量子计算机可以一次探索更多解决方案来解决可能的计算问题。。
但是量子计算机非常昂贵，并且难以构建和运行。经过多年的努力，即使是巨大的努力也只能制造出几台机器，而且它们通常由许多高度专业的研究人员来运行。至少在可预见的将来，您可能会使用云计算服务来利用它们。
今天，一些研究人员和公司正在起步，有225,000人尝试在IBMQuantumExperience云服务上进行量子计算机编程。超过100家公司正在为其IBMQ高级服务付费，该服务可以访问公司专家及其硬件。
IBM量子应用负责人JamieGarcia说：“我们在云中拥有15台这样的计算机。”它们目前都在纽约，但是在IBM与这些国家/地区的政府签署协议之后，德国和日本将分别获得一个。蓝色巨人一直在展示其IBMQSystemOne（53量子比特量子计算机）的完整复制品，以帮助说服全世界该技术是真实的。
IBM的复制品是像玻璃丝一样悬挂在玻璃穹顶中的金色电线和铜制电子版的光亮结构。它展示了IBM量子计算硬件的大脑，该显示器由沐浴在未来派蓝光中的微型数据中心支持。
Google还没有云服务，但它计划添加一个。它在2019年提到自己的计划，当时它声称已经实现了“量子至上”，这是量子计算机解决了传统机器无法解决的问题的时刻。
亚马逊计划通过地球上最大的云服务AmazonWebServices提供量子计算。AmazonBraket（现已以早期预览形式提供）将使研究人员和开发人员可以试验D-Wave，IonQ和Rigetti的量子计算机。亚马逊还正在通过其新的量子计算中心探索大规模生产的量子计算机。
同样在2019年，微软宣布了其AzureQuantum云服务，并计划在未来几个月内私下预览合作伙伴Honeywell，IonQ和QCI提供的量子计算机。如今，Azure在云计算中仅次于AWS。微软还计划构建自己的量子计算硬件。
量子计算初创公司Rigetti于2018年推出了其量子云服务。
埃森哲的加里森说，这些进展将“使更多的公司更容易涉足量子计算。”“我们不会在一个早晨醒来，生活在一个崭新的量子计算世界中。”
尽管如今量子计算机的优势几乎都是理论上的，但谷歌希望它能够为需要真正随机数的人们提供服务-加密的关键部分，以确保消息和交易的安全。随着计算机和算法的成熟以及专业技术的发展，量子计算机的倡导者们急于应对传统机器无法企及的挑战。IBM的Garcia说：“我们正在使用量子来解决化学，材料科学，金融服务等领域中非常重要的问题。”
量子化学模拟特别有趣，因为除了简单分子之外，无法模拟量子级原子结构，而且更好的工具可以带来现实世界的好处，例如便宜的肥料，更好的电动汽车电池和功能更强大的太阳能电池板。
使用量子计算机的另一个巨大障碍就是人们不知道怎么做。这就是为什么量子云竞赛涉及创建和运行量子软件的工具，包括IBM的Qiskit，微软的QuantumDevelopmentKit和Google的Cirq工具。
向下一代计算机科学家讲授量子计算至关重要，这就是为什么IBM提供YouTube教程和大学已经使用的开放源代码教科书的原因，而Qiskit旨在容纳开发人员已经知道的编程语言，例如Python，Garcia说。
当今的量子计算机通常非常庞大且笨重。经过精心布线的闪闪发光的电缆看起来是高科技，但是与为传统计算机提供动力的大量生产的微型芯片相比，它们实际上是巨大的手工制作的物体。IBM和Google的计算机必须冷却到比绝对零值高出几分之一的高度，比星际空间要冷。那是为了防止外界的能量干扰超灵敏量子比特并破坏它们的计算。
IBM的首要任务是每年将其“量子量”增加一倍，这种量度将量子比特数与其他因素（例如在错误率对计算造成污染之前可以使用多长时间）相结合。多数其他公司尚未将量子量作为性能衡量标准，但霍尼韦尔（Honeywell）曾在3月承诺将量子量以每年10倍的速度增长，超越IBM。
MoorInsightsandStrategy的分析师PatrickMoorhead谈到霍尼韦尔的承诺时说：“这使我的量子时间表提高了大约五年。”“也许更多。”
随着科技巨头和开发人员的介入，这一时间表必将继续前进。随着IBM，亚马逊，谷歌，微软和其他公司的竞争，使越来越多的组织可以通过云访问他们所拥有的功能，量子计算的这些优势将越来越接近日常使用。