量子计算机破晓:计算速度提升1亿倍
时间:2017-12-08

  量子计算机的破晓:计算速度提升了一亿倍 - 新闻 - 科学网

  尽管Google和NASA取得了突破性进展,但Google量子人工智能实验室负责人表示,将结果转化为有用的技术需要一段时间。

  (图为D-Wave量子计算机)

  12月9日,美国时间量子人工智能实验室谷歌量子计算机公司宣布了最新进展:D-Wave 2X在两次测试中运行速度比传统模拟器件计算机芯片运行速度快一亿倍。

  这一突破性的成果也打破了业界对量子计算机真实性的怀疑,这次Google和NASA证实了量子计算机的可操作性。

  2013年,Google从D-Wave系统公司购买了一台量子计算机,并与NASA进行了量子计算机研究项目。事实上,业界正在质疑量子计算机是否真的可以投入商业用途。自2007年第一台量子计算机问世以来,D波系统一直备受争议。一些学者认为量子计算机由于其不稳定的量子态而在理论上是可行的。而且,量子计算算法的有限的相对规划比传统的计算机更难,所以不可行。

  尽管Google和NASA取得了突破性进展,但Google量子人工智能实验室负责人表示,将结果转化为有用的技术需要一段时间。

  D-Wave黑技术

  Google量子计算机D-Wave 2X来自加拿大量子计算公司D-Wave手中。早在2007年,该公司就宣布开发量子计算机,并于2012年由亚马逊的创始人杰夫·贝佐斯(Jeff Bezos)和中情局(CIA)拥有的投资机构In-Q-Tel提供资金。

  然而,业界对于D-Wave生产的量子计算机是否能够最终实现存在争议。有学者认为量子计算机的假设太幻想了。事实上,计算机中还有很多技术问题需要克服。例如,量子的不稳定性决定了信息不稳定的状态,这会影响计算的准确性。

  今年8月,D-Wave发布了2X系统,采用了1152 Qubit架构(比第二代系统多了640个Qubit),也是Google和NASA的舞台研发所使用的系统。

  与以前的系统相比,R研究组专注于从提高量子运算速度转向维持量子稳定性以提高性能。

  与传统电脑有什么不同?

  量子计算机与传统计算机最大的区别在于操作方法上的差异。与基本计算单位相比,传统的计算单位是位(bit),俗称二进制0和1,它是计算机可以识别的最小单位信息,根据不同的组合可以包含复杂的信息内容。

  传统的工作方式就像一群七岁的孩子,每一个人只需要运行一些简单的信息,然后通过使用算法将这些信息合并(或添加)成新的信息相乘)抛出一个问题,电脑将各种信息组合进行验证,以计算出正确的答案。过去的方式只是加快电脑组合的运算速度。

  量子计算机所包含的最小单位信息被称为(Qubit),是通过俘获原子技术,降低原子温度来维持原子的量子态。

  这些量子最重要的特征是其全包含性质,量子可以同时表示0和1,这取决于用户想要提取的信息。

  这个设置从根本上提高了电脑的速度。根据传统的算法,当用户需要提取某个词组或者需要解决某个问题时,计算机必须首先列出所有的可能性并进行验证,以获得正确的信息,量子计算机可以直接计算并提取相应的信息。

  我能做些什么来提高我的速度?

  在电影“模仿游戏”中,艾伦·图灵(Alan Turing)发明了图灵计算机,以减少安排信息的时间,破译德国的加密信息,至少在两年前结束二战。在图灵开发计算机时,政府当局并不乐观。他们认为用电脑来验证排列组合是非常棒的。

  可见提升电脑的速度可以带来突破性的想象变化。

  量子计算机的最大功能是大大缩短提取用户需要的信息所需的时间,因此可以用来解决当前打开的一些突出问题。例如,传统计算机花费数万年来计算公式,量子计算机可能只需要几秒钟。因此,量子计算机最大的用途可以说是帮助提高科学研究的质量,如帮助解决众所周知的组合优化问题,包括基因序列分析和蛋白质折迭风险分析。

  即使克服量子稳定性问题,量子计算机在实际推广中也会遇到一些实质性的问题。最大的障碍是,并不是所有的算法都可以使用量子计算机,而为程序员掌握一套比现有算法更复杂的编程。

  量子计算被认为是一种计算上的近乎物理的障碍,但其背后的物理学是一个非常复杂的问题,Google量子人工智能实验室也相信未来还有更多的工作要做:虽然这些结果是有趣的,非常令人鼓舞,作为一种实用技术,还有更多的工作要做量子增强优化。

  同时,谷歌也表示,最新进展的结果将进一步商业化,并解决机器智能帮助的任务。

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