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量子摩尔定律来了！在近日召开的年美国物理学会三月会议上，在这次会议上，IBM宣布其最新型的量子计算机、今年1月在CES上亮相的全球首台商用量子计算一体机IBMQSystemOne提供了“迄今为止最高的量子体积”。同时，IBM发布了量子性能的“摩尔定律”，并宣布其“量子霸权”时间表：为了在10年内实现量子霸权，需要每年将量子体积至少增加一倍。
量子体积是什么？
“量子体积”(QuantumVolume)是IBM提出的一个专用性能指标，用于测量量子计算机的强大程度，其影响因素包括量子比特数、门和测量误差、设备交叉通信、以及设备连接和电路编译效率等。因此，量子体积越大，量子计算机的性能就越强大，能够解决的实际问题就越多。
尽管量子计算领域的发展刚刚起步，但是IBM已经给出了一份方便衡量的速度表，以及充满雄心壮志的目标。与“经典”计算机一样，量子计算机也有望跑得越来越快——如果其能够遵从“摩尔定律”，让芯片规模呈现指数级增长的话。IBM试图让量子计算机的性能每年翻一番，实现最终的“量子霸权”。
年IBM的Tenerife设备(5-qubit)已经实现了4量子体积；
年的IBMQ设备(20-qubit)，其量子体积是8；
年最新推出的IBMQSystemOne(20-qubit)，量子体积达到16。
也就是说，自年以来，IBM每年将量子体积翻了一番。这种倍增与摩尔定律非常相似。摩尔定律由英特尔创始人之一的戈登·摩尔提出，即：当价格处于较为稳定的时期内，集成电路上可容纳的元器件的数目，约每隔18个月或者两年便会增加一倍，性能也将提升一倍。换言之，每一美元所能买到的电脑性能，将每隔18个月或者一年翻一倍以上。这一定律清晰地揭示了信息技术进步的速度。
IBM研究人员JayGambetta和SarahSheldon在一份声明中称：“为在年代实现量子优势，我们需要每年增加至少1倍的‘量子体积’”。
年，戈登·摩尔曾断言：“集成电子技术的未来是电子产品本身的未来。”而我们现在相信，量子计算的未来将成为计算机本身的未来。
IBMQSystemOne，号称全球首台量子计算一体机，它体积如同大象，算力不敌手机。今年1月，拉斯维加斯CES展会上，QSystemOne首次亮相。
IBMQSystemOne
它犹如一件艺术品，被安置在一个2.74米高、2.74宽的的硼硅玻璃柜中，中间挂着吊灯一般的量子计算核心硬件，由一个闪亮的圆柱形黑色外壳包裹，里面的所有部件都被精妙地隐藏起来。
当然，为了方便维护，玻璃外壳可以使用电机打开。IBMQSystemOne由许多自定义组件组成，这些组件协同工作，可用于最先进的基于云的量子计算程序，包括：具有稳定性和自动校准能力的量子硬件设计，提供可重复、可预测的高质量量子比特；制冷工程，提供连续冷却、孤立的量子环境。紧凑型高精度电子元件，可严格控制大量量子比特；量子固件，可管理系统运行状况并启用系统升级，无需用户停机。
它的“量子体积”达到了16。如果明年IBM如约推出32量子体积的计算机，又会是何等的高端艺术品呢？
巨头搅局，量子计算竞争白热化
根据BCCResearch的数据，到年，全球量子计算市场的复合年均增长率预计将达到37.3%，产值达到1.61亿美元左右。再往后，年该市场的年复合增长率将达到53%左右，产值达到13亿美元。
这个预测并不夸张。因为，这个领域的竞争正在加剧。
英特尔、微软、谷歌等主要竞争对手正在加入竞争。这些巨头科技公司正不遗余力地将量子计算商业化和民主化，使其进入商用领域。
谷歌量子计算机
英特尔最近与Bluefors和Afore合作推出了首款量子低温晶圆探针(CryogenicWaferProber)。这种装置可以加速基于硅的量子芯片上量子比特的测试过程。
微软的量子网络也正在成长。作为该公司量子开发工具包的一部分，微软大力推广其“量子友好”的最新编程语言Q#(Q-sharp)。微软的目标是开发一种通用量子计算机，采用坚固的基于纳米线的硬件结构，具有纠错机制。
以此同时，谷歌在去年7月发布了名为Cirq的开源软件工具包，以帮助开发人员测试量子计算算法。此外，在去年3月，谷歌宣布推出Bristlecone，一台72量子比特的通用量子计算机。
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来源：中国科普网综合报道
编辑：吴桐
审核：王飞
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