全球第一台量子计算机:你需要知道的一切

2025.08.11 · 技术博客 第一台量子计算机

第一台量子计算机的发明标志着量子计算历史上的一个转折点。但第一台量子计算机究竟是什么?是谁建造了它,这一切又是何时发生的?继续阅读,寻找答案!

 

第一台量子计算机是什么,它是何时发明的?

 

世界上第一台量子计算机是一台2比特核磁共振(NMR)量子计算机。它是一台实验性量子计算机,于1998年发明。

1998年,首次报道了量子算法的实验演示。牛津大学、IBM阿尔马登研究中心、加州大学伯克利分校、斯坦福大学、加州大学和麻省理工学院(MIT)的研究人员利用核磁共振(NMR)技术首次实验实现了量子算法。

这台两比特核磁共振量子计算机被用于解决Deutsch问题,首次展示了量子计算的可行性,标志着量子计算领域的一个重要里程碑。

 

谁发明了第一台量子计算机?

 

世界上第一台可运行的量子计算机是通过多位研究人员的共同努力研制出来的。

1997年,麻省理工学院(MIT)的尼尔·格申菲尔德(Neil Gershenfeld)和艾萨克·庄(Isaac Chuang)发表了首批论文,展示了如何使用体核自旋共振和热系综来实现量子门。他们的方法基于核磁共振(NMR)技术,为早期的量子计算实验奠定了基础。

1998年,首个量子算法在一台2量子比特核磁共振(NMR)量子计算机上成功演示。牛津大学的乔纳森·A·琼斯(Jonathan A. Jones)和米歇尔·莫斯卡(Michele Mosca)首次使用该系统解决了多伊奇问题。不久之后,IBM阿尔马登研究中心的庄小威(Isaac L. Chuang),与加州大学伯克利分校的马克·库比内克(Mark Kubinec)以及斯坦福大学和麻省理工学院(MIT)的合作者一起,重复并扩展了该实验。他们的工作标志着量子计算历史上的一个重要里程碑。

 

首款售出的量子计算机是什么?

 

有史以来售出的第一台量子计算机是D-Wave One。它于2011年被洛克希德·马丁公司购买,标志着商业量子计算机首次被售出。D-Wave One采用量子退火技术,主要用于解决最佳化问题。

后来,在2019年,IBM推出了量子系统一号(Quantum System One),这是首款专为通用商业用途设计的全集成量子计算机。该系统可通过IBM的量子即服务(Quantum as a Service)平台使用,允许客户通过云访问量子计算能力。

此后,其他量子计算公司,如谷歌量子AI、SpinQ、微软和IonQ等也纷纷进入市场,提供可直接购买或通过基于云的平台访问的物理量子计算机。

 

世界上第一台便携式量子计算机是什么?

 

SpinQ 推出了世界上第一台便携式量子计算机 SpinQ Gemini Mini 系列。该系列包括:

量旋双子座Mini/Mini Pro:一款2比特便携式核磁共振量子计算机

量旋三角座Ⅱ : 一款3比特桌面型核磁量子计算机

便携式量子计算机

 

SpinQ是谁?

 

量旋(SpinQ)是量子计算领域的先驱企业,致力于让量子技术在工业和教育领域都切实可用且易于获取。公司提供全面的量子计算解决方案,包括工业级超导量子计算机、教育级核磁共振(NMR)量子计算机、量子芯片和云平台。此外,量旋科技还开发相关量子软件,如超导量子处理单元(QPU)的电子设计自动化(EDA)设计软件和量子计算编程框架等。量旋科技的使命是通过推动量子计算的产业化和普及化,使其落地生根,最终将其转变为广泛应用的强大生产力工具。

 

常见问题

 

谁是量子计算之父?

“量子计算之父”这一称号最常被赋予大卫·多伊奇,他是英国物理学家,也是牛津大学的研究员。

1985年,多伊奇(Deutsch)提出了通用量子计算机的概念,为我们如今所知的量子计算领域奠定了基础。他的理论工作表明,量子系统原则上可以模拟任何物理过程,为后来成为量子计算领域的研究提供了框架。

虽然包括理查德·费曼、彼得·肖尔和洛夫·格罗弗在内的许多人都对该领域做出了重大贡献,但正是大卫·多伊奇在量子计算理论方面的工作奠定了现代量子计算背后的核心原理。

费曼还因其对量子系统计算能力的早期洞察而受到认可,尤其是在模拟量子物理的背景下,但正是多伊奇为通用量子计算奠定了理论基础。

量子计算机的第一个算法是什么?

第一个量子算法通常被认为是由大卫·多伊奇(David Deutsch)在1985年开发的多伊奇算法。它是第一个表明量子计算机能够比经典计算机更高效地解决特定问题的算法。它解决了一个被称为多伊奇问题的特定问题,该问题涉及确定一个函数是常数函数还是平衡函数。

因此,从理论发展的角度来看,Deutsch算法(1985年)是第一个量子算法。

谁首次提出了量子计算的概念,又是何时提出的?

量子计算的概念最早是在20世纪80年代初由物理学家理查德·费曼提出的。他指出经典计算机无法高效地模拟量子系统,从而催生了量子计算的想法。他提出了量子计算机的基本模型,并指出量子系统需要量子计算机才能被高效模拟。在接下来的几十年里,研究人员致力于将这一愿景变为现实。

IBM制造了第一台量子计算机吗?

世界上第一台商用的量子计算机是由D-Wave Systems公司制造、并于2011年出售给洛克希德·马丁公司的D-Wave One。

IBM于2019年1月推出了IBM量子系统一号,使其成为首个基于电路的商用量子计算机。该系统安置在一个特殊的气密硼硅酸盐玻璃立方体中,该立方体旨在维持稳定的物理环境。立方体的边长为9英尺(2.7米),为量子计算系统提供了一个可控的环境。

 

结论

 

从理论概念到实际应用,第一台量子计算机为当今量子技术的飞速发展奠定了基础。随着研究的不断深入,量子计算将彻底改变密码学、材料科学和人工智能等领域。