为什么现在是建立量子数据中心的最佳时机？

虽然量子物理学概念可以追溯到几十年前，但量子计算研究在20世纪80年代和90年代还主要停留于理论层面。然而，时至21世纪，这项技术不仅已走出研究实验室，而且还能与经典方法（classical approach）等其他更为传统的计算方式形成互补。大大小小的多家公司以及学术界都在推动前沿研究，这使得量子比特（量子信息的基本单位）更加稳定，量子技术的应用规模也得到扩大。

量子计算正以惊人的速度发展。量子计算机就是用量子比特代替原来的普通数字比特。数字比特就像一个开关，不是0就是1。而量子系统的工作原理则是，量子比特能够同时处于开和关两种状态，即同时为0和1。

这种被称为叠加（superposition）的特性和其他独特的量子比特特性，模仿的是原子在自然界中的行为方式，有望将计算能力提升到全新的水平，并彻底改变我们发现新材料、预测金融市场等的方式。

2023年6月6日，IBM宣布计划在欧洲建立首个量子数据中心，为欧洲用户提供多台量子计算机。这将是该公司继2019年在纽约建立量子数据中心之后在全球建立的第二个量子数据中心。这一举措，加上欧盟委员会和许多欧洲国家政府近期提出的其他倡议，将能够确保建立坚实的量子基础设施，对欧洲未来量子计算生态系统的发展至关重要。

欧盟委员会最近通过由17个国家共同发起的名为“量子技术旗舰计划”（Quantum Technologies Flagship）倡议，承诺向欧洲大陆的量子计算发展投资超过1亿欧元。此领域最近的一项发展动态是，将把欧洲高性能计算联合企业（EuroHPC）的六台量子计算机整合到捷克共和国、法国、德国、意大利、波兰和西班牙这六国现有的超级计算机中，形成量子计算网络。

作为对这一举措的补充，IBM明年将在德国建立首个量子数据中心，提供有用、可用的量子计算。其他行动主体还有：芬兰一家初创公司IQM，主要制造超导量子计算机；英国ORCA计算公司，该公司正在研究光子量子系统；另外还有几家公司也在推进量子技术。

以下三个原因能够说明为什么现在是推进量子计算工作的最佳时机。

当前，量子计算机已经足够可靠，可以帮助探索单靠经典方法系统可能永远无法解决的问题。就在最近，IBM的研究人员在《自然》杂志上发表的一篇论文中详细指出，拥有100多个量子位的处理器和有效错误缓解（error mitigation）技术的量子计算机可以产生精确的结果，其运算规模和精确度有可能超越目前领先的经典方法。

这种技术成熟度能够助力为未来的量子生态系统开发坚实的基础设施。量子数据中心就是这种基础设施的重要组成部分，它能够让量子计算机和经典计算机协同工作。IBM首个欧洲量子数据中心的量子处理器将全部由至少127个量子比特提供动力，目的是促进科学进步，让欧洲企业与组织引领用量子进行探索的浪潮。

如今，越来越多的人已经意识到教育和培养未来量子人才的重要性。在欧洲，超过65家机构正在通过云访问IBM量子硬件和软件。它们位列IBM全球量子网络的250家客户之中。其他客户还包括法国的Credit Mutuel和德国的T-Systems等行业领先企业。随着越来越多的欧洲企业加入量子行列，专用的数据中心将能够满足那些出于各种原因需要在欧洲保存数据的企业的需求。

例如，弗劳恩霍夫研究所（Fraunhofer Institute）就是基于此使用位于德国埃宁根的IBM Quantum System One量子计算机系统的，后者是迄今为止欧洲唯一一台 IBM研究实验室之外的IBM量子计算机。IBM计划不久后在西班牙的Ikerbasque基金会再安装一台量子计算机。在新成立的IBM-Euskadi量子计算中心，科学家们将探索物理学、信息科学和材料科学领域的解决方案。未来的欧洲量子数据中心的量子计算机系统将与这些计算机联手，成为建设中的量子基础设施的一部分。

未来，世界各地肯定会出现许多量子数据中心，就像如今的经典计算数据中心一样。量子技术的问世和量子人才的培养共同推动了量子时代的启动。学术界、政府和产业界拥有众多杰出人才。通过共同努力，我们能够建立起量子生态系统，带来量子应用，并有可能创造可观的商业机遇，推动我们实现量子优势（指量子计算机能够解决经典计算机无法解决的现实世界问题）。

本文作者：

Alessandro Curioni，IBM欧洲研究院欧洲和非洲地区副总裁兼研究部主任

本文原载于世界经济论坛Agenda博客，转载请注明来源并附上本文链接。

翻译：张一凡

编辑：江颂贤