By Daphne Leprince-Ringuet | June 15, 2021 -- 13:42 GMT (21:42 SGT)
弗劳恩霍夫研究所刚刚公布了量子系统一号，这是该国第一台由IBM建造的超导量子计算机。
在IBM将其第一个五量子比特的量子处理器提供给用户通过云端访问的五年后，该公司现在展示了它在纽约的数据中心之外实际建造的第一台量子计算机。
在大西洋彼岸，来自德国弗劳恩霍夫研究所的科学家们刚刚发布了IBM量子系统一号--该国第一台超导量子计算机，是大蓝公司专门为该组织订制的。
该设备包含一个IBM的27量子比特猎鹰处理器，几周前上线，并已提供给弗劳恩霍夫的科学家和该研究所的一些合作伙伴使用。从现在开始，弗劳恩霍夫以外的德国学者和组织也可以安排月度合同，使用该计算机进行研究、教育和培训。
弗劳恩霍夫与IBM的合作关系于去年签署，标志着大蓝公司的量子硬件开始向全球扩展。该公司在2019年发布了量子系统一号，将其作为世界上第一台商业量子计算机；但直到现在，用户只能通过云端访问该设备，连接到位于纽约波基普西的IBM量子计算中心。
第一次将硬件带到一个新的地方绝非易事--而全球COVID-19大流行病只是增加了一些额外的障碍。IBM首席量子专家Bob Sutor解释说，通常情况下，公司会将一些关键部件和内部专家团队运到德国组装量子计算机，但这次的大流行意味着，一切都必须在远程完成。
IBM的工程师不得不依靠美国宇航局启发的远程组装方法。"当你不能跑到他们面前说：'做这个'的时候，你如何训练远在千里之外的人呢？" Sutor告诉ZDNet。"我们不得不远程培训当地的团队，并与他们一起远程工作，组装所有的东西，让这台机器运行。我们开发了新的技术，以便在世界各地实际安装这些系统，而无需前往那里。而这是成功的"。
为了培训来自当地IBM开发实验室的德国工程师，Sutor的团队编写了一个量子组装的虚拟课程。从安装计算机的制冷系统到操纵猎鹰处理器，没有一个细节被遗漏，该设备按照原定计划成功推出。
对于弗劳恩霍夫来说，这意味着该研究所及其合作伙伴现在可以使用专门为德国组织建造的尖端量子计算机，而不是依靠云端访问美国的系统。
自宣布合作以来，该研究所一直忙于调查量子计算的潜在应用，并设计可能比经典计算更有优势的量子算法。
这是因为量子计算刚刚起步，尽管研究人员预计潜力巨大，但该技术的大部分承诺仍然是理论上的。现有的量子处理器，如IBM的Falcon，其量子比特太少，错误率太高，无法解决与企业相关的大规模问题。因此，研究工作包括在硬件准备就绪后发现可能适合该技术的使用情况。
"苏托尔说："对于用户来说，他们现在需要进入，他们需要了解什么是量子计算机，它们有什么用处，以及使用量子计算机的可行方法是什么，这将使他们比使用经典计算更有优势。
在弗劳恩霍夫，研究人员一直在研究各种应用，从金融业的投资组合优化到制造商的物流规划，通过纠错协议可以改善关键的基础设施和分子模拟来推动化学和材料发现。
例如，该研究所与德国航空航天中心合作，一直在研究量子算法是否可以模拟储能系统中的电化学过程--这反过来可以帮助设计性能更好、能量密度更大的电池和燃料电池。
对于弗劳恩霍夫的研究协调员Annkatrin Sommer来说，选择IBM作为量子合作伙伴是没有问题的。"她告诉ZDNet："我们真的想采用最先进的技术，让你有能力以最快的速度开始开发算法。
IBM在量子计算方面的报价有一些明显的优势。自从发布其第一个基于云的量子处理器以来，该公司现在已经提供了超过20台量子系统一的机器，这些机器被世界各地超过145个组织访问。每天有20亿条量子电路通过云端处理器建立起来，而IBM有望在夏季结束前突破一万亿条电路。
量子系统一号中使用的猎鹰处理器是27个量子比特，但该公司正在并行开发一种名为蜂鸟的芯片，它有65个量子比特。大蓝公司最近发布了一份量子硬件路线图，其中它承诺到2023年实现超过1000个量子比特--足以开始看到量子计算的早期成果。最终，IBM的目标是生产一个百万量级的量子系统。
"如果我扔出一个玩具系统并说：'给你，玩吧，我不知道它是否会变得更好'--没有人会关心，"苏托说。"人们需要的是信心，即机器和上面的软件和应用程序将合理地迅速能够做得比单纯的经典计算机更好。"
对于像弗劳恩霍夫这样的机构来说，IBM所承诺的量子技术的快速扩展是有吸引力的。而且，并不是只有这家德国机构将赌注押在大蓝公司身上。今年，作为与东京大学合作的一部分，IBM量子系统一号也将在日本安装；而在美国，克利夫兰诊所刚刚向IBM下了一个5亿美元的订单，在企业内部建立量子硬件。
对于像弗劳恩霍夫这样的机构来说，IBM所承诺的量子技术的快速扩展很有吸引力。而且，并不是只有这家德国机构将赌注押在了大蓝公司身上。今年，作为与东京大学合作的一部分，IBM量子系统一号也将在日本安装；而在美国，克利夫兰诊所刚刚向IBM下了一个5亿美元的订单，用于在企业内部建造量子硬件。
但是，尽管有IBM的资质，弗劳恩霍夫的研究团队也热衷于强调，现在判断哪种量子计算方法--或哪种方法--将首先显示出结果还为时过早。这个行业正在快速扩张，而且每隔一段时间就有新的公司加入量子行列，很难区分炒作和现实。
这就是为什么除了投资于IBM的超导量子比特之外，弗劳恩霍夫也在研究使用不同的方法，如离子阱或钻石。
"目前，还不清楚哪种技术将是最好的，"Sommer说，"我们可能会有不同的技术为不同的用例并行工作。用不同的方法开始项目是有意义的，一段时间后，衡量你走了多远，是否达到了你的目标。然后，你决定你应该采用哪种技术。"
德国闪亮的新量子系统一号仍然使该国在竞争中处于有利地位，因为它正日益成为引领量子计算的全球竞赛。
德国政府已经启动了一项20亿欧元（24亿美元）的资助计划，用于在该国推广量子技术，这是在欧盟委员会10亿欧元（12亿美元）的量子旗舰项目之外的。
与此同时，在美国，2018年有12亿美元的预算被分配给《国家量子倡议法案》。而中国则毫不掩饰其成为一个领先的量子超级大国的雄心。
英国政府也为国家量子技术计划共投资10亿英镑（13.7亿美元）。在接下来的几年里，该国希望效仿德国的做法，推出其第一台商业量子计算机，该计算机将由位于加州的公司Rigetti Computing建造。