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谷歌稱已實現量子霸權

  據英國《金融時報》報道,谷歌聲稱已經達到“量子霸權”,打造出第一臺能夠超越當今最強大的超級計算機能力的量子計算機,該計算機能夠在3分20秒內執行一個計算,而同樣的計算用當今最強大的超級計算機Summit進行,需要約10000年。這是一個真正里程碑式的進展。

  《金融時報》報道稱,谷歌聲稱已經打造出第一臺能夠超越當今最強大的超級計算機能力的量子計算機,這是一個里程碑式的時刻,一直受到研究人員的熱切期待。

  《金融時報》寫道,他們發現一篇來自谷歌研究人員的論文本周早些時候刊登在美國航天局NASA的網站上,聲稱他們的處理器能夠在3分20秒內執行一個計算,而假如用當今最強大的超級計算機Summit進行同樣的計算,需要約10000年。

  研究人員表示,這意味著量子計算機實現了“量子霸權”(quantum supremacy,亦稱量子優勢),即以前不可能實現的計算。(根據維基百科的釋義,量子霸權是量子計算設備解決經典計算機實際上無法解決的問題的潛在能力。)

  論文作者寫道:“與所有已知的經典算法相比,這種戲劇性的加速提供了一種量子霸權在計算任務上的實驗實現,并預示著一種備受期待的計算范式的出現。”

  “據我們所知,這個實驗標志著第一個只能在量子處理器上進行的計算。”

  據研究人員稱,該系統只能進行一次單一的、技術性很強的計算,使用量子計算機解決實際問題還需要數年時間。

  但谷歌的研究人員稱其為“邁向全面量子計算的里程碑”。他們還預測,與摩爾定律的指數速度相比,量子計算機的能力將以“雙指數速度”(double exponential rate)發展。摩爾定律推動了硅芯片的發展。

  從IBM到Rigetti Computing等初創企業都在開發所謂的量子計算機原型,盡管量子計算機的原型機確實已經開發出來了,但它們只能完成傳統計算機所能完成的相同任務,只不過是速度更快。

  量子計算機,如果能大規模部署,將利用超越經典物理極限的特性,在計算能力上提供指數級增長。

  波士頓咨詢集團2018年11月的一份報告稱,量子計算機可能“改變密碼學和化學(以及材料科學、農業和制藥)等領域的游戲規則,更不用說人工智能和機器學習了……以及物流、制造業、金融和能源”。

  與經典計算機的基本二進制位元不同,量子比特或量子位元(qubits)可以同時表示0或1。通過把量子位元串在一起,它們能代表的狀態數呈指數級增長,使得立即計算數百萬種可能性成為可能。

  一些研究人員警告不要過分夸大量子霸權,他們認為,這并不意味著量子計算機將很快取代傳統計算機,并在計算領域帶來一場革命。

  谷歌量子團隊由加州大學圣巴巴拉分校的實驗物理學家John Martinis領導,首次預測谷歌將在2017年底達到量子霸權。但事實證明,谷歌在去年3月發布的72個量子比特的量子計算系統仍然太難控制。

  左邊是谷歌最新的 72 量子比特量子處理器 Bristlecone。右邊是該設備的圖示:每個 “X” 代表一個量子比特,量子比特之間以線性陣列方式相連。來源:GoogleQuantumAI Lab

  最終,谷歌對系統進行了改造,設計了一個53量子比特的系統,代號為Sycamore。該系統的任務是證明隨機數生成器是真正隨機的。盡管這項工作幾乎沒有實際應用,但谷歌的研究人員表示,“這種計算能力的其他用途”包括機器學習、材料科學和化學“。

  量子軟件初創公司Riverlane的創始人Steve Brierley表示:”這是一個重要的里程碑,首次有人證明量子計算機能夠完全超越經典計算機。“Brierley在該領域工作了20年,是英國政府的量子技術顧問。他說:”這是一個了不起的成就。

  英文原文:https://www.ft.com/content/b9bb4e54-dbc1-11e9-8f9b-77216ebe1f17

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