量子计算时代来袭,谷歌微软IBM谁能拔得头筹?

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据国外媒体报道,长期以来量子计算机一个劲被吹捧为功能强大得令人难以置信的机器。相比于世界上现有的计算机,量子计算机都都还能不能 以变快的时延单位处理极其复杂化的计算难题。但目前还这么就开发量子计算机的最佳依据达成一致。最终谁将赢得这场比赛?

▲量子计算机都都还能不能 揭开亲们身体和宇宙的奥秘?

计算机科学家说,超高速量子计算机都都还能不能 加速新药物的研制,破解最复杂化的密码安全系统,设计新材料,模拟气候变化,以及实现超级人工智能。但目前业内还这么就如可研发量子计算机达成共识,对于其将如可用于大众市场也尚未统一。世界各地的物理学家、工程师和计算机科学家正试图开发三种非常不这类型的量子计算机,那先 计算机分别是基于光粒子、俘获离子、超导量子比特或钻石中的氮空位中心。

▲量子计算机都都还能不能 在分子水平上帮助追踪遗传病。

IBM、谷歌、Rigetti、英特尔和微软等公司目前不会量子计算机领域的领先者。然而每段依据不会其优缺点,但最大的挑战是量子三种的脆弱性。

那先 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情形,而量子比特(或量子位)则应用了亚原子粒子近乎神奇的底部形态。这类,电子或光子都都还能不能 一并处于三种情形——你什儿 难题称之为叠加态。因此,基于量子比特的计算机都都还能不能 比经典计算机以变快的时延单位完成更多计算。

“机会你有一台双量子比特的计算机,再去掉 有还有一个量子比特,它就变成了一台四量子比特的计算机。然而它的计算能力远非提高一倍,因此以指数依据增加。”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。

计算机科学家有时把你什儿 量子计算效应描述为都都还能不能 一并沿着非常复杂化迷宫的每条路径走下去。即便彼此之间这么物理连接,量子比特也都都还能不能 相互影响,你什儿 过程被称为“量子纠缠”。从计算的深度图来说,这使亲们都都还能不能 实现经典计算机永远无法做到的逻辑飞跃。

寻求稳定

因此,量子比特非常不稳定,容易受到有些能源的干扰或“噪音”,从而导致 计算错误。因此,关于量子计算机竞赛的目的是找到三种依据,使其大规模量产都都还能不能 处于。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前途的产品,亲们有有还有一个量子处理器原型机,公众都都还能不能 通过云进行访问。

▲IBM的量子计算机处于的环境温度维持在绝对零度左右。

“到目前为止,机会有超过910000人通过云访问了IBM的量子计算机。亲们进行了10000多万次实验,写了110篇论文。”IBM研究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。

“亲们正在学习和试验……亲们希望在三到五年内都都还能不能 找出有还有一个具体的例子,并说明量子计算对于任何经典计算机能做的事情不会显著改进。”因此IBM的依据要求量子计算机存储在有还有一个巨大冰箱里,量子比特被存储在接近绝对零度的温度下,以确保它们保持在可用情形。这都还能不能 耗费大量的能量,导致 要实现量子计算机的微型化非常困难。

▲谷歌开发出了名为Bristlecone的72位量子比特处理器。

新加坡国立大学量子技术中心首席研究员约瑟夫?菲茨西蒙斯(Joseph Fitzsimons)表示:“超导量子比特似乎将成为首批实现有用量子计算的技术之一。”但他一并指出,“然而,我感觉是它们这类于早期经典计算机中的真空管,而不会如果出現的晶体管。亲们机会不会看了另一项技术出現,成为最终的赢家。”

经典计算机芯片是由硅制成的。当有些团队正在研究如可在硅中捕获量子比特时,微软和哥本哈根Niels Bohr研究所的学者们正在研究三种基于所谓马约拉纳粒子(Majoranaparticles)的更稳定量子比特。

同样,牛津大学(Oxford University)计算机科学家们正在寻找将更大量子比特计算机连接起来的依据,而不会用大量量子比特创建更大规模的计算机。

现在看,似乎有所以依据都都还能不能 触碰到薛定谔的猫的皮肤。

经典计算的潜力?

当亲们听候量子计算机的事先,传统的,机会说经典计算的未来是那先 ?

今年7月份,德州大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)计算机科学与数学专业18岁毕业生埃文·唐(Ewin Tang)开发出三种经典的计算机算法,在国际计算领域掀起了波澜,你什儿 算法让经典计算机几乎都都还能不能 像量子计算机一样快速地处理难题。

该难题涉及开发有还有一个推荐引擎,根据用户的偏好数据有针对性地推荐产品。

▲德州大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)计算机科学与数学专业18岁毕业生埃文·唐(Ewin Tang)开发出三种经典的计算机算法,都都还能不能 让经典计算机几乎都都还能不能 像量子计算机一样快速地处理难题。

欧盟最近表态正在研制下一代计算机,其每秒钟运算能力或将达到十亿次。

德克萨斯大学奥斯汀分校(UT Austin)理论计算机科学家斯科特?阿隆森(Scott Aaronson)教授解释道:“Exascale导致 每秒运算能力达到10的18次方。”

“10的18次方机会很大了。因此量子系统每秒钟运算时延单位都都还能不能 达到10的10000次方,这要大得多。”

经典计算的难题是,亲们机会达到了在一块芯片上都都还能不能 容纳几次个晶体管的极限——这类ipone75的A11芯片就挤进了43亿个晶体管。

摩尔定律——每两年,微处理器的时延单位将提高一倍,耗能减半,占用空间减半——终于要崩溃了。

量子跃迁

虽然目前所谓稳定的量产量子计算机仍然未能实现,但这项研究三种机会产生了有趣的结果。

英国皇家法学会(Royal Society)研究员、兰卡斯特大学(University of Lancaster)量子技术中心(Quantum Technology Centre)主任罗伯特?杨(Robert Young)教授表示:“机会亲们这么投资于量子计算,激发埃文·唐(Ewin Tang)灵感的量子算法就不需要处于。”

是我不好,量子研究机会开发出了三种将设备冷却到低温的新依据;此外还有基于光的芯片增强有效改善了光纤宽带的体验;以及片上实验技术的发明家 家 ,从而加速了疾病的诊断过程。

罗伯特教授表示:“登上月球的真正好处并什么都这么于月球三种,因此互近技术在登月过程中得到了发展。”这类全球定位系统(GPS)卫星导航和圆珠笔因此其中的几次例子而已。