距離初創(chuàng)公司Rigetti Computing位于加州Fremont辦公室不遠(yuǎn)的地方,屹立著一個(gè)類似蒸汽朋克的機(jī)器,。這個(gè)裝飾怪異的“怪獸”是通過電力供電的,。沒有煤,,也沒有水。據(jù)介紹,,它是用來制造超導(dǎo)電子的,。Rigetti借助這臺(tái)機(jī)器和密封在玻璃房實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的,價(jià)值數(shù)百萬美金的其他設(shè)備,,旨在打造一種新類型的,,運(yùn)行在量子芯片上的超級(jí)電腦。
Rigetti并不是這個(gè)想法的唯一踐行者,,包括Google,、微軟、IBM和Intel都有同樣的計(jì)劃,。每一個(gè)灣區(qū)的初創(chuàng)公司都會(huì)告訴你,,這是一個(gè)很艱難的任務(wù),,但經(jīng)過了多年的攻克,Rigetti的量子電腦似乎已經(jīng)邁進(jìn)了一個(gè)新的階段,。所有被投資的初創(chuàng)公司都要面臨建立一種商業(yè)模式的挑戰(zhàn),。除此之外,對(duì)這個(gè)項(xiàng)目而言,,則需要解決更多的技術(shù)難點(diǎn),。
Rigetti Computing打造的一個(gè)八量子位的處理器
Rigetti Computing擁有八十位雇員,為了推進(jìn)量子計(jì)算機(jī)項(xiàng)目,,他們已經(jīng)募集了7000萬美金,。不同于電子計(jì)算機(jī)(或稱傳統(tǒng)電腦),量子計(jì)算是一種使用量子邏輯進(jìn)行通用計(jì)算的設(shè)備,,它使用量子算法來進(jìn)行數(shù)據(jù)操作,,其存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的對(duì)象是量子比特。該公司的創(chuàng)始人Chad Rigetti表示:“量子計(jì)算機(jī)將會(huì)衍生一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè),,世界上每一個(gè)大型的企業(yè)都在思考怎樣使用這種技術(shù)?!痹诔闪⑦@家公司之前,,這個(gè)身形魁梧的物理學(xué)博士一直在Yale和IBM從事量子硬件的研究,2013年在Y Combinator的支持下,,他們成立了這個(gè)企業(yè),。
根據(jù)《麻省科技評(píng)論》在2016年三月份的報(bào)道,Rigetti Computing公司已經(jīng)制造了有三個(gè)單位量子比特的量子計(jì)算芯片,,代表了使用量子態(tài)的數(shù)位該量子計(jì)算芯片包含一種名為量子比特的連接設(shè)備,,這代表采用精確的量子力學(xué)態(tài)的數(shù)據(jù)數(shù)位。它們可以像常規(guī)電腦一樣使用0或1進(jìn)行編碼——也可以同時(shí)有效進(jìn)入兩種編碼狀態(tài),。當(dāng)量子比特處于“疊加”交互狀態(tài),,它們可以采用常規(guī)計(jì)算機(jī)無法實(shí)現(xiàn)的快捷計(jì)算。
從目前的狀況來看,,沒有任何一個(gè)公司能夠提供萬事俱備的量子計(jì)算機(jī),,去執(zhí)行一些傳統(tǒng)電腦不能處理的任務(wù),這對(duì)他們來說,,還是有點(diǎn)為難,。但谷歌承諾,會(huì)在五年內(nèi)將這個(gè)技術(shù)投入使用,。IBM則提供了一個(gè)云平臺(tái),,并把其看做未來商業(yè)服務(wù)的一個(gè)預(yù)熱。他的目標(biāo)是讓開發(fā)者和研究院能夠借助布置在“Big Blue”實(shí)驗(yàn)室的原型芯片進(jìn)行研發(fā),。
在這個(gè)市場(chǎng)沉寂了多年之后,,Rigetti又引起了一番爭(zhēng)論。在本周二,Rigetti Computing發(fā)布了他們的自有云平臺(tái)Forest,,開發(fā)者可以在上面寫代碼模擬量子計(jì)算機(jī),,一些合作伙伴已經(jīng)獲得授權(quán)在其量子硬件上進(jìn)行開發(fā)。Rigetti告訴《連線》,,他們?cè)贔remont 的FAB1已經(jīng)開始制造量子芯片,。
這家公司的創(chuàng)始人,在量子信息技術(shù)闡述和硅谷的商業(yè)演講中都擁有很高的天賦,,在他之前的講演中提到,,相對(duì)于其他航空母艦級(jí)別的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,他們很弱小,,但這恰好是他們的優(yōu)勢(shì),。“我們是一個(gè)擁有緊急但是很清晰目標(biāo)的初創(chuàng)公司,,我們?nèi)σ愿?,這是很多巨頭公司難以匹配的?!?,Rigetti說?!袄绻雀枋窃陂_拓一條新的產(chǎn)品線,,而我們是在尋找一個(gè)目標(biāo)”,他強(qiáng)調(diào),。
未來量子處理器的wafer
量子云
迄今為止,,因?yàn)閷⑿畔⒕幋a成量子效應(yīng)能夠帶來很大的價(jià)值,很多企業(yè)在量子計(jì)算研發(fā)領(lǐng)域投入了很龐大的資金,。在這個(gè)云平臺(tái)里,,一個(gè)手掌大小的量子芯片能夠提供的計(jì)算能力是遠(yuǎn)超一組大型的超級(jí)電腦。Rigetti和谷歌,、IBM,、Intel一樣,認(rèn)為這會(huì)將云計(jì)算革命推到一個(gè)新的階段,。裝備量子處理器的數(shù)據(jù)中心能被用來高效地執(zhí)行化學(xué)處理設(shè)計(jì)和藥品設(shè)計(jì),,也可以用來布置更高效的機(jī)器學(xué)習(xí)。
但到現(xiàn)在為止,,量子計(jì)算芯片還是太小,,而不能去超過傳統(tǒng)計(jì)算機(jī),做一些更困難的任務(wù),。IBM發(fā)布過一個(gè)16量子位的處理器,,這個(gè)元器件可以用來搭建一個(gè)量子電腦,。谷歌想在今年達(dá)成一個(gè)50量子位的任務(wù)。但是Rigetti已經(jīng)做出了一個(gè)八量子位的芯片,。他表示,,他們的Fab1將會(huì)加速,以提高這個(gè)芯片的生產(chǎn)數(shù)量,。雖然沒有人能夠確認(rèn),,但是據(jù)預(yù)估,我們需要數(shù)百位甚至更多的量子位,,才能有效地解決一些化學(xué)研究問題,。對(duì)于量子計(jì)算機(jī)來說,這其實(shí)不是一個(gè)很難實(shí)現(xiàn)的目標(biāo),。
Rigetti的新云平臺(tái)Forest能夠支持很好的應(yīng)用,。他的做法是通過采取措施,讓程序員可以為量子處理器寫程序,,一旦這個(gè)技術(shù)走向成熟,,他們就能發(fā)布?xì)⑹旨?jí)的應(yīng)用。Forest的設(shè)計(jì)支持使用量子計(jì)算器去獲得一個(gè)傳統(tǒng)軟件無法比擬的能力,。這有點(diǎn)像一個(gè)計(jì)算機(jī)可以擁有一個(gè)獨(dú)立顯卡一樣,,Rigetti認(rèn)為“混合模式”對(duì)這個(gè)技術(shù)走向現(xiàn)實(shí)非常重要。Forest允許程序員在一個(gè)36量子位的處理器上寫量子算法,,并仿真。
被選中的合作伙伴可以很快透過Forest去了解其量子芯片的實(shí)力,。這和IBM將其量子芯片放在線上的做法有點(diǎn)相似,。從某個(gè)角度看,這和APPLE在iPhone面世之前,,公開App Store的做法類似,,但是Rigetti認(rèn)為這個(gè)技術(shù)不是同一個(gè)量級(jí)的,人們也有足夠的時(shí)間去調(diào)整,。
該公司的技術(shù)主管Andrew Bestwick表示,,為這些懂得這個(gè)硬件技術(shù)的人搭建一個(gè)社區(qū),和打造一個(gè)成本同樣重要,。兩者結(jié)合才能打造一個(gè)更好的生態(tài),。
位于Rigetti Computing辦公室的量子設(shè)備
Rigetti需要更多的錢和時(shí)間,還需要更多的“硬科學(xué)”才能打造一個(gè)成功的產(chǎn)品,,但毫無疑問,,最近的量子硬件已經(jīng)獲得了真正的加速和突破。悉尼大學(xué)的量子計(jì)算教授 Michael Biercuk表示,。但我們依然還有很多問題需要搞清楚,。
“進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域的商業(yè)玩家和初創(chuàng)公司都沒有改變這個(gè)行業(yè)的基本現(xiàn)狀”,,他強(qiáng)調(diào)?!爱?dāng)中一個(gè)巨大困難是在被封裝成大的集群的時(shí)候,,量子位需要一個(gè)穩(wěn)定可靠的運(yùn)行,但這個(gè)目前還沒達(dá)到”,,Biercuk補(bǔ)充說,。量子態(tài)是很“脆弱”,讓量子位存儲(chǔ)信息很有挑戰(zhàn),,這就需要研究員更全神貫注的投入,。
在問到關(guān)于產(chǎn)品、客戶和挑戰(zhàn)的時(shí)候,,Rigetti的創(chuàng)始人并沒有躲避,。
“在過去,沒有人做過這樣的東西,,至于社群和公司,,我也不知道需要耗費(fèi)需要多久才能更進(jìn)一步”。該公司的投資人Vijay Pande表示不擔(dān)憂,,他指出,,在公司芯片真正投入使用之前,這個(gè)初創(chuàng)企業(yè)已經(jīng)獲得了收益,,因?yàn)橛行┙M織和公司會(huì)付款去獲得在其上面進(jìn)行研發(fā)的授權(quán),。Rigetti已經(jīng)和NASA談過,后者也認(rèn)為量子計(jì)算機(jī)會(huì)幫助提升其效率,。
物理學(xué)家通過多種不同方式制造量子比特,。但即使是學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和政府的研究人員聯(lián)合攻關(guān),也僅得到少量的量子比特,。一家名為D-Wave的加拿大初創(chuàng)公司已經(jīng)向包括洛克希德?馬?。↙ockheed Martin)和谷歌在內(nèi)的客戶銷售一種有一千余單位量子比特的芯片,但該項(xiàng)技術(shù)是否能夠體現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn)尚未得到證實(shí),。
量子比特很難成組運(yùn)行,,因?yàn)橛糜诖頂?shù)據(jù)的量子態(tài)極其精確,且設(shè)備間會(huì)相互干擾,。瑞格提說他的公司已經(jīng)開發(fā)出一種可規(guī)?;姆€(wěn)定量子比特設(shè)計(jì),并且可以使用常規(guī)芯片制造技術(shù)制造出來,。
量子計(jì)算領(lǐng)域的其它研究人員也堅(jiān)信,,量子比特技術(shù)已經(jīng)可以整合大量的組件。谷歌量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)室和Rigetti提一樣使用超導(dǎo)量子比特,,其負(fù)責(zé)人預(yù)言在未來幾年,,他們將能夠開發(fā)出100單位的可靠的量子比特芯片,。IBM、麻省理工學(xué)院林肯實(shí)驗(yàn)室(MIT Lincoln Lab),,以及其它組織均開發(fā)出了高質(zhì)量的超導(dǎo)量子比特,。Rigetti前就曾任職于IBM量子計(jì)算研究小組。
量子計(jì)算距離我們也算并不會(huì)太遠(yuǎn),。