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    量子计算时代来袭 谷歌微软IBM谁能拔得头筹?
    时间:2018-09-08 08:19 来源:网络整理 作者:网络 浏览:收藏 挑错 推荐 打印

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    英文原文:The race to make the world's most powerful computer ever

    9 月 7 日音讯,据国外媒体报道,长期以来量子计算机不断被吹捧为功用弱小得令人难以置信的机器。相比于世界上现有的计算机,量子计算机可以以更快的速度处置极端复杂的计算成绩。但目前还没有就开发量子计算机的最佳方式达成分歧。最终谁将博得这场比赛?

    量子计算时代来袭 谷歌微软IBM谁能拔得头筹?

    图示:量子计算机能否揭开我们身体和宇宙的奥妙?

    计算机迷信家说,超高速量子计算机可以减速新药物的研制,破解最复杂的密码安全系统,设计新材料,模拟气候变化,以及完成超级人工智能。但目前业内还没有就如何研发量子计算机达成共识,关于其将如何用于群众市场也尚未一致。世界各地的物理学家、工程师和计算机迷信家正试图开发四种十分不同类型的量子计算机,这些计算机辨别是基于光粒子、俘获离子、超导量子比特或钻石中的氮空位中心。

    量子计算时代来袭 谷歌微软IBM谁能拔得头筹?

    图示:量子计算机可以在分子水平上协助追踪遗传病。

    IBM、谷歌、Rigetti、英特尔和微软等公司目前都是量子计算机范围的抢先者。但是每种办法都有其优缺陷,但最大的应战是量子本身的软弱性。

    什么是量子计算?

    经典计算机采用比特在长序列中表示开或关的形状,而量子比特(或量子位)则运用了亚原子粒子近乎神奇的特性。例如,电子或光子可以同时处于两种形状——这种现象称之为叠加态。因此,基于量子比特的计算机可以比经典计算机以更快的速度完成更多计算。

    “假设你有一台双量子比特的计算机,再添加两个量子比特,它就变成了一台四量子比特的计算机。但是它的计算才能远非提高一倍,而是以指数方式添加。”麻省理工学院科技评论(MIT Technology Review)旧金山分社社长马丁·贾尔斯(Martin Giles)解释道。

    计算机迷信家有时把这种量子计算效应描画为可以同时沿着十分复杂迷宫的每条途径走下去。即使彼此之间没有物理衔接,量子比特也可以相互影响,这一进程被称为“量子纠缠”。从计算的角度来说,这使他们可以完成经典计算机永远无法做到的逻辑飞跃。

    寻求波动

    但是,量子比特十分不波动,容易遭到其他动力的搅扰或“噪音”,从而招致计算错误。因此,关于量子计算机竞赛的目的是找到一种办法,使其大规模量产可以趋于波动。计算行业巨头 IBM 坚信“transmon 超导量子比特”是量子计算机中最有出路的产品,他们有三个量子处置器原型机,群众可以经过云停止拜访。

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    图示:IBM 的量子计算机所处的环境温度维持在相对零度左右。

    “到目前为止,曾经有超过 94000 人经过云拜访了 IBM 的量子计算机。他们停止了 500 多万次实验,写了 110 篇论文。” IBM 研讨院量子计算战略和生态系统副总裁罗伯特·苏托尔(Robert Sutor)博士说。

    “人们正在学习和实验……我们希望在三到五年内可以找出一个详细的例子,并阐明量子计算关于任何经典计算机能做的事情都有清楚改良。”但是 IBM 的办法要求量子计算机存储在一个庞大冰箱里,量子比特被存储在接近相对零度的温度下,以确保它们保持在可用形状。这需求消耗少量的能量,意味着要完成量子计算机的微型化十分困难。

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    图示:谷歌开收回了名为 Bristlecone 的 72 位量子比特处置器。

    新加坡国立大学量子技术中心首席研讨员约瑟夫·菲茨西蒙斯(Joseph Fitzsimons)表示:“超导量子比特似乎将成为首批完成有用量子计算的技术之一。”但他同时指出,“但是,我觉得是它们相似于早期经典计算机中的真空管,而不是后来出现的晶体管。我们能够还会看到另一项技术出现,成为最终的赢家。”

    经典计算机芯片是由硅制成的。当其他团队正在研讨如何在硅中捕获量子比特时,微软和哥本哈根 Niels Bohr 研讨所的学者们正在研讨一种基于所谓马约拉纳粒子(Majoranaparticles)的更波动量子比特。

    异样,牛津大学(Oxford University)计算机迷信家们正在寻觅将更小量子比特计算机衔接起来的办法,而不是用少量量子比特创立更大规模的计算机。

    如今看,似乎有很多办法可以触碰到薛定谔的猫的皮肤。

    经典计算的潜力?

    当我们等候量子计算机的时分,传统的或许说经典计算的未来是什么?

    往年 7 月份,德州大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)计算机迷信与数学专业 18 岁毕业生埃文·唐(Ewin Tang)开收回一种经典的计算机算法,在国际计算范围掀起了波涛,这种算法让经典计算机简直可以像量子计算机一样快速地处置成绩。

    该成绩触及开发一个引荐引擎,依据用户的偏好数据有针对性地引荐产品。

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    图示:德州大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)计算机迷信与数学专业 18 岁毕业生埃文·唐(Ewin Tang)开收回一种经典的计算机算法,可以让经典计算机简直可以像量子计算机一样快速地处置成绩。

    欧盟最近宣布正在研制下一代计算机,其每秒钟运算才能或将到达十亿次。

    德克萨斯大学奥斯汀分校(UT Austin)实际计算机迷信家斯科特·阿隆森(Scott Aaronson)教授解释道:“Exascale 意味着每秒运算才能到达 10 的 18 次方。”

    “10 的 18 次方曾经很大了。但是量子系统每秒钟运算速度可以到达 10 的 1000 次方,这要大得多。”

    经典计算的成绩是,我们曾经到达了在一块芯片上可以包容多少个晶体管的极限——例如苹果的 A11 芯片就挤进了 43 亿个晶体管。

    摩尔定律——每两年,微处置器的速度将提高一倍,耗能减半,占用空间减半——终于要崩溃了。

    量子跃迁

    虽然目前所谓波动的量产量子计算机依然未能完成,但这项研讨本身曾经产生了幽默的结果。

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