量子摩尔定律问世量子摩尔定律是什么？

量子摩尔定律问世

IBM今天宣布量子计算新里程碑：迄今为止最高的量子体积！与此同时，IBM发布了量子性能的“摩尔定律”，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。

量子摩尔定律来了！

在近日召开的2019年美国物理学会三月会议上，IBM抛出了这个概念。

在这次会议上，IBM宣布它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IBM Q System One提供了“迄今为止最高的量子体积”。

“量子体积”(Quantum Volume)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。

重要的是，IBM发现量子体积遵循一种“摩尔定律”：其量子计算机实现的量子体积，每年增加一倍：

2017年IBM的Tenerife设备(5-qubit)已经实现了4量子体积；

2018 年的IBM Q 设备(20-qubit)，其量子体积是8；

2019 年最新推出的IBM Q System One(20-qubit)，量子体积达到16.

也就是说，自2017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：

集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔两年便会增加一倍

IBM还制定了一个雄心勃勃的时间表：为了在2020年代实现量子霸权，我们需要每年至少增加一倍的量子体积！

量子摩尔定律是什么？

我们知道，随着人类在量子计算时代的进步，系统性能将是实现“量子优势”的关键，在某些用例中，我们可以明确地证明，相对于当今的经典计算机，系统性能具有显著的优势。

所谓“显著性”，我们的意思是量子计算比经典计算快数百或数千倍，或者只需要经典计算机所需内存的一小部分，或者使一些现在在经典计算机上根本不可能实现的事情成为可能。

用专业的话语来说，量子计算机（quantum computer）是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。

据外媒消息，IBM制作了一个路线图，表达出了自己在量子计算领域的野心。

IBM在图表的纵轴上列出了一个单位“量子体积(Quantum Volume)”。这一单位不仅可以测量量子计算机有多少量子比特，还可以测量计算机可以从不稳定的量子比特中，获得多少数据用量。所谓量子比特是衡量数据处理能力的关键指标。

据了解，早在2017年，IBM已经实现了4量子体积，并在2018年达到了8个量子体积，而今年早些时候展示的量子计算机IBM Q System One，已经达到了16量子体积！这恐怖的增长速度令人咂舌！可以说量子体积以2次方成长！IBM真的独占鳌头！

而同时这种2次方的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。

而IBM量子体积的发展与摩尔定律如出一辙，并且几十年来都发挥着作用，但如今随着处理器电路的小型化已经不再那么可靠。为了在21世纪20年代实现量子优势，IBM研究人员称我们需要每年至少增加两倍的量子体积！