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本月早些時候，IBM宣布已經(jīng)在歐洲開設(shè)新的量子數(shù)據(jù)中心，這也是首個在美國本土以外建造的量子數(shù)據(jù)中心。IBM的歐洲量子數(shù)據(jù)中心位于德國埃寧根，配備有兩臺運行127量子比特IBM Eagle處理器的公共事業(yè)級IBM量子計算機。該處數(shù)據(jù)中心位于IBM研究院與IBM德國的共享設(shè)施之內(nèi)，由當(dāng)?shù)豂BM團隊負責(zé)管理，該團隊也是IBM全球量子團隊中的一支。新設(shè)施的建立意味著歐洲人第一次能夠在歐洲公共事業(yè)級系統(tǒng)上運行IBM量子工作負載，并享受到主要由歐洲資源支持的量子算力服務(wù)。
德國總理舒爾茨出席位于德國埃寧根的IBM量子數(shù)據(jù)中心開幕儀式。
“公共事業(yè)級”在量子語境中的含義
所謂公共事業(yè)規(guī)模系統(tǒng)，是指擁有超過100個量子比特的量子計算機。去年，IBM與加州大學(xué)伯克利分校合作開展了突破性研究，共同支持這一探索方向。該項目首次證明，擁有100個量子比特的量子計算機能夠從量子電路中提取出有價值結(jié)果，且這些結(jié)果超出了經(jīng)典計算機的強大模擬能力。隨著研究結(jié)果在《自然》雜志上的發(fā)表，世界各地的研究人員開始在其鼓勵之下嘗試利用超過100個量子比特的量子計算機解決材料科學(xué)、粒子物理學(xué)、化學(xué)等領(lǐng)域的問題。
IBM的歐洲量子擴張計劃
IBM計劃在未來幾周內(nèi)在埃寧根量子數(shù)據(jù)中心內(nèi)開放第三臺量子計算機的訪問權(quán)限。這臺新的量子計算設(shè)備由IBM最新的156量子比特Heron處理器所驅(qū)動。Heron QPU擁有經(jīng)過改進的糾錯能力與多項高級功能，可以將多個處理器連接起來以滿足現(xiàn)實應(yīng)用要求。IBM對于Heron計算架構(gòu)有著勃勃雄心，并將其納入入了未來十年的量子技術(shù)發(fā)展路線圖。
第三套系統(tǒng)當(dāng)然不是量子探索的終點，埃寧根數(shù)據(jù)中心還為進一步發(fā)展預(yù)留了充足的空間，包括在未來時機合適時引入IBM Quantum System Two。IBm Quantum System Two集成了未來量子處理器和模塊化設(shè)備所需要的經(jīng)典計算資源，還擁有先進的冷卻系統(tǒng)，能夠支持后續(xù)將會出現(xiàn)的、擁有更大物理尺寸的QPU。
由此看來，這三臺量子計算系統(tǒng)只是IBM在歐洲落地的第一站。
為什么選擇歐洲？
IBM選擇歐洲作為首個美國本土之外的量子數(shù)據(jù)中心所在地，當(dāng)然有著多種考量。首先，IBM公司與歐洲各國政府有著長期合作歷史，這些關(guān)系也讓IBM在多個歐洲國家部署有多支量子研發(fā)專項團隊。例如，IBM在德國就擁有量子專用業(yè)務(wù)軟件與固件開發(fā)團隊，在西班牙則投入了軟件和生態(tài)系統(tǒng)開發(fā)資源。除此之外，IBM的大部分歐洲支持團隊都位于法國。
歐洲則給藍色巨人帶來了巨大的潛在收入空間。IBM在這里建立起一個不斷發(fā)展的量子生態(tài)系統(tǒng)，具體涵蓋研究、商業(yè)業(yè)務(wù)和技術(shù)支持等部門。在IBM Quantum Network當(dāng)中，有80多家歐洲組織都在使用量子計算資源，還有900名擁有IBM Quantum Learning技術(shù)資質(zhì)的歐洲開發(fā)人員。考慮到IBM Quantum Learning計劃已經(jīng)吸引到超過10萬名歐洲學(xué)員，相信其后續(xù)用戶增長將繼續(xù)保持強勁的勢頭。
IBM在歐洲量子計算歷史上的一大重要里程碑發(fā)生在2021年中期，當(dāng)時位于慕尼黑的弗勞恩霍夫研究所部署了一臺專用的IBM Quantum System One計算機。盡管這只是短短三年前的事，但與如今的系統(tǒng)相比，當(dāng)時的量子計算系統(tǒng)還相當(dāng)“原始”。其采用27量子比特的Falcon處理器，擁有32量子體積。即便如此，它已經(jīng)成為當(dāng)時全歐洲最強大的量子計算機。而新系統(tǒng)的體量擴張也表明，短短幾年內(nèi)量子計算技術(shù)已經(jīng)取得了可觀的進展。
弗勞恩霍夫系統(tǒng)的落地向全世界清楚地表明，IBM公司完全有能力在美國本土以外部署量子計算系統(tǒng)。
另外需要強調(diào)的是，位于埃寧根的新IBM量子數(shù)據(jù)中心與IBM同弗勞恩霍夫研究所的合作項目彼此獨立。雖然后者仍然是IBM在量子領(lǐng)域的重要合作伙伴，但新建的這處數(shù)據(jù)中心將位于其專用設(shè)施之內(nèi)并供所有客戶使用。
如何訪問歐洲量子數(shù)據(jù)中心
IBM提供多種方法以訪問新的歐洲量子處理器。首先，對于選擇高級計劃的客戶，IBM量子平臺將對其開放公司內(nèi)的全部量子計算機。其次，德國法蘭克福IBM公有云上的Qiskit Runtime提供按使用量計費的模式，且用戶需要提前排期，具體費率為每秒1.60美元。這項服務(wù)要求量子電路的輸入和輸出均不脫離當(dāng)前所在區(qū)域。第三方服務(wù)商或客戶還可以選擇直接在API層級進行集成。API的主要目的是確保數(shù)據(jù)始終處于歐盟范圍之內(nèi)，并符合數(shù)據(jù)主權(quán)與隱私期望方面的法規(guī)要求。關(guān)于IBM配合監(jiān)管工作的更多信息，我們將在下一節(jié)中具體介紹。
IBM目前正通過其現(xiàn)有量子創(chuàng)新中心與各業(yè)務(wù)合作伙伴開展協(xié)同。藍色巨人還計劃擴展這種模式，以第三方服務(wù)的形式向歐洲區(qū)域內(nèi)全體企業(yè)開放。在落地實施之后，客戶將能夠與當(dāng)?shù)睾献骰锇橹苯勇?lián)手，輕松訪問IBM量子技術(shù)以及其他IBM服務(wù)。在計劃啟動之后，各合作伙伴能夠提供的資源位置和數(shù)據(jù)處理能力將因?qū)嶋H情況而異。
數(shù)據(jù)駐留及其重要意義
數(shù)據(jù)主權(quán)和數(shù)據(jù)駐留是數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域的兩大重要概念。數(shù)據(jù)主權(quán)定義了由國家指定的，在其境內(nèi)收集、存儲及處理數(shù)據(jù)的具體方式和權(quán)利。數(shù)據(jù)駐留則是指將數(shù)據(jù)的存儲和處理限定制在特定物理位置之內(nèi)。
IBM歐洲量子數(shù)據(jù)中心的架構(gòu)與IBM位于紐約州波基普西的量子設(shè)施配置幾乎相同。IBM云基礎(chǔ)設(shè)施的歐洲入口點位于法蘭克福，并通過專用網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與埃寧根量子硬件資源的連接。埃寧根數(shù)據(jù)中心內(nèi)不光部署有量子計算機，還有與之匹配的經(jīng)典計算機系統(tǒng)，用以運行各類必要軟件組件，例如處理糾錯和電路執(zhí)行等任務(wù)的Qiskit Runtime。
對于一切歐洲客戶的量子服務(wù)場景，IBM都會確保用戶的電路、參數(shù)和數(shù)據(jù)結(jié)果存放在歐盟區(qū)域之內(nèi)。
IBM使用全球基礎(chǔ)設(shè)施來保護其所有服務(wù)免受DDoS及SQL注入攻擊的影響。其保護范圍涵蓋藍色巨人旗下各全球性服務(wù)，包括IBM量子計算的Premium客戶端服務(wù)，以及IBM Cloud上各類區(qū)域性即用即付服務(wù)。需要嚴格遵循數(shù)據(jù)駐留要求的客戶可以選擇使用VPN訪問法蘭克福的IBM Cloud，該選項將繞過全球基礎(chǔ)設(shè)施并將數(shù)據(jù)保留在歐盟境內(nèi)。IBM還建議那些對數(shù)據(jù)駐留具有最高等級需求的客戶，在訪問IBM歐洲量子計算服務(wù)時始終使用VPN專用連接選項。藍色巨人同時強調(diào)，在任何情況下，其基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)使用方式都完全符合《通用數(shù)據(jù)保護條例》（GDPR）中關(guān)于個人數(shù)據(jù)收集、存儲、使用和共享的規(guī)定。
歐洲不斷擴大量子生態(tài)系統(tǒng)的意義
歐洲各機構(gòu)及個人已經(jīng)為IBM Quantum Network以及全球量子生態(tài)系統(tǒng)的建立做出了重大貢獻。IBM歐洲量子數(shù)據(jù)中心的落成，代表著歐洲在推進量子計算能力方面再次邁出重要一步，也讓各類組織、研究人員和學(xué)術(shù)機構(gòu)得以參與到量子計算開發(fā)和測試當(dāng)中的幾乎各個方面。
由于IBM降低了高質(zhì)量量子研究的準(zhǔn)入門檻，相信歐洲后續(xù)關(guān)于量子計算的實驗和創(chuàng)新成果將大幅增加。此外，前沿量子硬件的全面開放也將加速材料科學(xué)、藥物發(fā)現(xiàn)和復(fù)雜優(yōu)化問題等各個領(lǐng)域的持續(xù)進步。這些進步不僅有望創(chuàng)造出更多就業(yè)崗位，也將促進歐洲量子計算生態(tài)系統(tǒng)的整體發(fā)展。
事實證明，量子計算技術(shù)確能創(chuàng)造出重大且持久的經(jīng)濟價值。歐洲的IBM量子數(shù)據(jù)中心則蘊藏著推動創(chuàng)新、促進人才發(fā)展并鞏固IBM乃至整個歐洲在全球量子計算領(lǐng)域角色定位的巨大能量。
