量子计算机或将提前实现

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量子计算机,是一种基于量子物理机制处理数据的计算机,能够以远高于目前计算机的速度运行。政府和技术企业巨头已对量子计算机的研发投入了海量资源,但是没人能说清量子计算机离实用化到底还有多久。

  最近,一些顶尖研究团队根据最新发现,认为量子计算机的实现可以比我们想象的更早。前日,谷歌和西班牙巴斯克大学的研究人员公布了一项研究成果,根据该成果,人类有望以较之前简便的多的方法构建一台能充分发挥量子计算能力的验证样机。

  研究人员将之前投入了巨量人力财力却进展缓慢的研究路线下的量子计算机称为“数字量子计算机”,它的结构模式与今天的数字电子计算机类似,且它的设计已经经过了长期锤炼。然而,数字量子计算机需要大量的纠错软硬件资源来补偿计算中脆弱的量子效应。

  谷歌、IBM和包括一家创业企业在内的财团已改变策略,正在加速研发“模拟量子计算机”。

  模拟量子计算机的结构跟传统数字计算机相比差别很大,并且现有理论还不能完全解释其运行机理。当然,模拟量子计算机仍需要纠错,但是纠错所要求的资源将少得多。因此,构建一台量子计算验证机将更加容易。谷歌量子计算硬件项目负责人,高级研究员约翰·马丁尼斯(John Martinis)在去年的采访中表示,在几年之内,模拟量子计算芯片就有望问世。

  谷歌团队用模拟量子计算机制构建了一个超导量子芯片来模拟9个相互之间存在磁力作用的原子。这种设计方法使得之前为数字量子计算机开发的纠错技术可以被采用。

  该芯片拥有9个量子比特,但如果要求一台量子计算机达到传统计算机根本无法企及的性能,那么它必须至少拥有40个量子比特。当然,初创公司D-Wave Systems已经制成了拥有超过1000个量子比特的演示芯片。然而,尽管该芯片的性能令人惊喜,该公司却始终不能令人信服地证明,这种性能增益来自真正意义上的量子计算。

  谷歌认为,模拟量子计算机应该能较数字量子计算机更快达到1000量子比特的体量,并且业内其他专家也基本认可这个预期。

  谷歌或其他公司的模拟量子计算机一旦成功,则可以被用来分析并解开医学和能源领域的难题,这些领域要求进行原子级别的大规模仿真,传统计算机根本无能为力。

  谷歌相信,模拟量子计算机也将极大推进机器学习和人工智能技术。谷歌CEO桑德拉(Sundar Pichai)声称,谷歌已经进入了“人工智能驱动时代”。

  哈特马特·耐温(Hartmut Neven)是谷歌量子计算应用设计团队的负责人,他在去年的采访中表示,量子计算驱动的人工智能能够让今天的人工智能完全过时。”10年之内人们将彻底放弃传统机器学习而拥抱量子机器学习。”

 

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