D-Wave真是全球首款商用量子电脑？

　　尽管一般认为量子电脑仍处于研发阶段，加拿大D-Wave Systems却早已在2011年发布一款号称“全球首款商用量子电脑”的D-Wave One电脑装置。然而，一直有许多批评人士质疑它并不是一款“真正的”量子电脑。

　　最近，我得向一名读者解释为什么批评人士指称D-Wave的“量子电脑”并不是“真正的”量子电脑，他最后可能碍于我在这个领域的“权威”而接受了我的答 案。然而，这个问题一直在我的脑海中挥之不去：如果它不是真的量子电脑，为什么D-Wave以此名号行销？为了追根究底，我向D-Wave Systems处理器开发副总裁Jeremy Hilton请教了这个问题：“为什么批评人士一直说你们的产品不是真的量子电脑呢？”

　　“量子运算的神圣目标在于打造一款‘通用’的量子电脑——不仅能够解决任何运算问题，而且其速度更超越当今最快的超级电脑，”Hilton表示，“这就是为什么有人说我们并非‘真正’开发出量子电脑的理由，因为D-Wave并不是一款‘通用的电脑’。”

　　D- Wave的量子电脑只能解决最佳化的问题，也就是那些能以线性等式表达的问题。这种线性等式中包含了许多变数，每一个变数都各有其加权值（相乘每一变数的 倍数数值）。通常，用传统的“通用电脑”难以解决这种线性等式问题，必须利用多次反覆为变数找到最佳数值组合。然而，利用D-Wave的特定应用量子电 脑，可在一个单次周期中解决问题。

　　“我们认为，以特定应用的量子处理器作为起点，可说是实现通用量子电脑的最佳发展方式——它可望成为迈向神圣目标的利基点，”Hilton说：“而这就是D-Wave正在做的一切——我们正是利用量子位元来最佳化问题。”

　　D-Wave在矽基板上的的512超导铌量子位元。（来源：D-Wave）

　　D- Wave目前的量子处理器性能达到了512量子位元，能够在单次机器周期中以512个（或少于512）变数解决最佳化的问题。为了解决基于量子位元的最佳 化问题，D-Wave采用一种称为“绝热”（adiabatic）的不同运算模式——即不至于发生热耗损或增益。相形之下，其他研究都致力于开发一款通用 的量子电脑，量子位元在量子电脑中以类似传统电脑的方式进行处理。

　　“绝热途径的目标在于保持量子位元处于最低能量状态，即最佳化问题的开始与结束阶段，”Hilton说：“当变数的加权值输入量子位元至激励状态，旋即迅速地放松至最低能量状态，从而揭露该变数的最佳值。”

　　D-Wave 可在安装于超冷却载台上的每片晶圆上取得100颗量子电脑晶片。（来源：D-Wave）