去年國際消費電子展（CES）上，美國IBM公司展示了其研製的50比特量子計算機的內(nei) 部結構：數層金色圓盤從(cong) 上而下疊成倒圓錐結構，夾雜繁複的銀色管道，猶如一隻蒸汽朋克風的吊燈。

其實，這隻龐大的“吊燈”隻是所謂量子計算機的核心硬件，要是加上配套的供能、冷卻和控製設備，能在IBM位於(yu) 紐約約克敦海茨的實驗室擺滿一個(ge) 房間。

今年的CES展上，IBM將把整個(ge) 量子計算係統集成到一個(ge) 棱長為(wei) 9英尺（約2.74米）的立方體(ti) 玻璃盒中，作為(wei) 一個(ge) 能獨立工作的綜合設備展出，稱為(wei) IBM Q System One。

這將是全球首台量子計算一體(ti) 機。

全球首台量子計算一體(ti) 機

根據IBM官網上透露的照片，這個(ge) 集成的量子計算係統頗具設計感。硼酸玻璃板的厚度為(wei) 半英寸（約1.3厘米），前後兩(liang) 扇門可自動開啟，方便工程人員在停機時間快速檢修藏在後麵板背後的製冷和控製模塊。不過，如果前後門同時開啟，整個(ge) 玻璃方盒就成了不穩定的平行四邊形，因此需要一些獨立的鋼鋁框架進行固定。整個(ge) 結構力求使振動最小化，減少可能存在的幹擾。

玻璃外殼由專(zhuan) 業(ye) 的工業(ye) 設計公司和建築內(nei) 飾公司設計，再由意大利米蘭(lan) 的製造商Goppion組裝。法國盧浮宮館藏的名畫《蒙娜麗(li) 莎》和英國倫(lun) 敦塔保存的王冠珠寶的高端展覽方案也是由Goppion提供的。

事實上，強大而又脆弱的量子比特確實需要得到名畫和珠寶一般的關(guan) 心看護。

集成量子計算係統的立方體(ti) 玻璃盒

量子計算機依據一套完全不同於(yu) 經典計算機的量子力學法則運行。經典計算機中的比特為(wei) 0或1,基於(yu) 此進行二進製運算。在神奇的“疊加態”加持下，量子比特卻可以同時是0和1，正如薛定諤那隻著名的又生又死的貓。在理想狀態下，50個(ge) 量子比特一次可以進行2的50次方次運算，這已經是個(ge) 天文數字。

理想很豐(feng) 滿，現實很脆弱。這些量子比特需要被保持在絕對零度左右，才能用於(yu) 量子計算。但即使如此，來自溫度、電磁場和物理振動的一點點幹擾，就可能在一萬(wan) 分之一秒內(nei) 破壞掉量子比特的神奇狀態。

設計圖

因此，IBM的研究人員希望把整個(ge) 係統集成到精妙的玻璃方盒裏之後，因環境擾動帶來的計算錯誤能夠減少。在米蘭(lan) 組裝後，玻璃方盒進行了為(wei) 期2周的測試。

測試係統包括：穩定而具備自我校準能力的量子硬件設計，提供可重複、可預測的高質量量子比特；

能持續工作的製冷工程，隔絕出寒冷的工作環境；

緊湊而精準的電子器件模塊能緊密地控製多數量子比特；

量子固件能管理係統的健康狀態，無需停機即可升級係統；

提供保密雲(yun) 接入和混合算法運行的經典計算能力。

IBM Q System One在米蘭(lan) 的組裝現場

值得一提的是，這個(ge) 量子計算一體(ti) 機的比特數是20個(ge) ，在2019年看來並不多麽(me) 了不起。50比特才是行業(ye) 內(nei) 敏感的一道門檻：加州理工學院教授普雷斯基爾（John Preskill）在2012年提出了“量子霸權”（Quantum Supremacy）的概念，預言50比特的量子計算機能在特定問題上超越世界上性能最好的經典計算機。

2017年底，IBM宣稱研製出了一台50比特的量子計算機原型機，2018年初，穀歌發布了研製全球首個(ge) 高質量72比特量子計算機的計劃。在群雄逐鹿的白熱化階段，IBM卻開始試圖解構“量子霸權”的概念。

IBM在去年CES上展出的“量子計算機”核心部件像個(ge) 吊燈

IBM Q戰略副總裁Bob Sutor曾對澎湃新聞強調，重要的不是量子比特的數量，而是量子比特的質量。最新的數學研究證明，即使在特定問題上，50比特量子計算機也無法全麵超越經典計算機。

2017年上線的IBM Q量子計算服務網絡已經吸引了500多家用戶，涵蓋包括埃克森美孚在內(nei) 的跨國巨頭和歐洲核子中心在內(nei) 的科研聖地，通過雲(yun) 端讓前沿工程師和科研人員體(ti) 驗到量子計算在金融服務、製藥和人工智能領域的潛力。

2019年下半年，擴大版的IBM Q量子計算中心會(hui) 在紐約州的波基普西市開張

而IBM Q System One，正如它的外觀設計，更像一個(ge) 藝術品。IBM暫無商業(ye) 化的打算。在量子計算在基礎研究上未獲突破，實用性仍是空中樓閣的情況下，這個(ge) 精巧的玻璃盒子展望了在辦公室隨便擺一台量子計算機的遠景，就像在ENIAC機的年代想象一台iMac筆記本電腦。