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不要对量子霸权过度鼓吹,让科学再飞一会-888am集团登录入口
时间:2021-03-08 来源:888澳门集团娱乐网址 浏览量 6630 次
本文摘要:文:张伟超/李腾,编辑:唐振婷一提到量子你的第一反应,你会想起什么?

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文:张伟超/李腾,编辑:唐振婷一提到量子你的第一反应,你会想起什么? 薛定谔的猫? 最近,量子学领域又传来了新的声音。一个多月前,美国科技巨头谷歌的研究报告出现在美国国家航空航天局(NASA )的网站上。尽管迅速被删除,该报告提出的重磅概念——“量子霸权(quantum supremacy )”引起了各种大外媒体的热烈讨论。

谷歌的《用于可编程超导处理器超过的量子霸权》论文于23日以封面重量磅的形式发表在英国的《大自然》杂志上,随着“量子霸权”的顺利发表,量子系统完成了约200秒完成传统的超级计算机需要1万年的任务但是谷歌偏向于翻译成为“量子优势”。杂志网站还在头版头条上发布了谷歌的《官宣》:你好,量子论世界! 我们构建了“里程碑式的量子优势”。

谷歌团队很明显,这是量子领域中的“Hello World”这样的里程碑事件。根据《纽约时报》年的报道,谷歌CEO桑德皮查在拒绝采访时兴奋地发现谷歌的业绩堪比1903年的首次飞行。“就像飞机最初成为发明者时,莱特兄弟的飞机第一次只飞了12秒,但证明了飞机有可能正在飞行。》超越摩尔定律,承担量子计算愿景的2012年,美国加州理工学院理论物理学家约翰普锐斯技能明确提出了“量子霸权”的概念,意味着量子计算机在构建古典计算机方面做不到。

之后,“量子霸权”长期以来被用作描述量子计算机发展的重要节点,显示了量子计算机能够解决问题的传统计算机无法解决问题的简单课题,即量子优势。这是量子计算机距离实际运用的重要一步。其中,作为量子霸权常用的最重要指标是量子比特数,有学者指出约50个量子比特左右量子计算机可以超过“量子霸权”。

论文认为量子计算机的工作方式与传统计算机明显不同。超级计算机和量子计算机的重要区别在于它们是存储信息的方式,超级计算机和任何以往的计算机一样是二进制位,处理是1和0的问题。以往的计算机不是每比特0而是1,但在量子计算机中,量子比特可以处于无论是0还是1的量子转换状态,因此量子计算机没有以往计算机无法想象的超计算能力。

但这并不意味着著量子比特就像薛定谔的猫一样,同时有两个对立的东西——活着还是杀死,要么是0要么是1。理论上,当量化比特被“不可避免”耦合时,物理学家可以利用这些波状量化状态之间的故障来展开计算。不是这种方式,计算可能需要数百万年。

例如,10量化比特量化计算机可以一次处理210或1024个可能的输出。谷歌的量子计算机是一种叫做“西克莫尔Sycamore”的紫色芯片。Sycamore的本意是梧桐树,论文中得到的芯片照片上刻有“Google AI Quantum”,另一边刻有“Sycamore”和梧桐树的图案。

这个量化处理器是为54个超导变压器量化比特设计的。由于其中一个量子比特长时间不工作,他们在实验中使用了53个量子比特,在“伪随机量子电路输入的采样任务”中将它的计算速度与“最先进设备的超级计算机”进行了比较。研究者回答说,Sycamore的计算完全没有结构,“适合基准自由选择”。

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与此相比,传统计算机的运行速度非常慢。他们总结说Sycamore的顺利将伴随着期待的计算模式而来。谷歌的Sycamore量化芯片很明显,谷歌开发的Sycamore量化芯片包括54个量化比特,每个量化比特由超导环构成。各个量化比特(灰色)通过组合器(蓝色)与最近的量化比特连接,一个量化比特不能有效地工作,因此芯片实际上只用于53个量化比特。

根据Sycamore量子处理器的布局报告,Sycamore展开的运算是为了证明随机数字生成器符合“随机”的标准。即使是现有最先进设备的现有超级计算机“顶点”,对量子电路的一个例子进行100万次采样也需要1万年,在展开从团队设计的量子电路生成的随机数字的任务中,Sycamore仅在200秒后完成运算, 话题不断扩大,IBM指责Google不真实,对于至今泄露的“伟业”,美国老字号科技公司IBM做出了回答。IBM 10月21日在官网上宣布Google的“量子霸权”有缺陷。因为谷歌在实质上没有充分利用超级计算机能力的情况下展开了竞争。

谷歌所谓的“最先进设备的超级计算机必须约为1万年”的任务是,传统计算机系统中的理想模拟只有2.5天,保真度要低得多。这是实质性激进和最坏情况的估计。谷歌在部署时未能充分考虑“大量磁盘存储”。他们指出“传统计算机无法完成的工作已经完成”的门槛没有超过。

“按照‘量子霸权’最严格的定义,这个目标还没有建立起来。’IBM很坦率。IBM博文图像博文还援引“量子霸权”明确的提交人普锐斯技能的最近见解,说“加剧了对量子技术现状的过度抹杀”,“通过与白人平等主义(white supremacy的联系,呼吁令人厌恶的政治立场。IBM方面指出“霸权”一词完全被所有人误解,“构筑量子霸权”这样的“模范党报道”必然不会误解公众。

“量子计算机总有一天会‘凌驾’在传统计算机上。因为两者都有自己的好处。

博文是这样写的。现在,IBM反驳谷歌的论文没有经过同行评议。根据《大自然》网站的报道,如果IBM正确的话,将Google的“伟业”降为“量子优势”。

也就是说,量子计算机的计算速度比以往的计算机快,但远远没有超过后者的能力范围。相应地,桑达像素在媒体上公开发表了。

“争论的点是量子计算机是否能像很多人想的那样取代古典计算机。这类似于人们在以前的节日AI上的进展。

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谷歌公开发表的成果说明了我们的研究,帮助人们更好地理解我们现在离通用型量子技术有多近。五十年的发展很容易,合理的科学量子计算研究发展到20世纪70年代,对于计算机的热消耗效应,Landauer指出,只要避免计算中的不可逆操作者,就不存在计算出的能量消耗量上限,人们不可逆计算Benoiff年明确的基于量子力学的共轭计算机模型。

1982年,Feynman认为量子计算机可以用来模拟量子多重体系统的进化。这个任务是古典计算机快到了。

1985年,Deutsch建立了量子图灵机的模型。1994年,Shor明确提出了解决问题多项式时间内的数因子分解问题的量子算法。数因子分解问题的深奥性是现在普遍使用的公钥密码系统的安全性的依据。

如果使用经典的计算机解法,现在众所周知的最佳算法是根据问题规模计算的步骤以圆形指数迅速增加的算法。Shor算法的发现意味着量子计算机竣工后,现有的公钥加密系统将崩溃。1995年,Schumacher首次明确了量化比特信息学上的概念,有构建“量化比特”(qubit )的诸种说法。1997年,第一个量子计算机的核磁共振模型表明,第二年核磁共振技术适用于2量子比特的寄存器,2000年寄存器中的量子比特数在美国洛斯阿拉莫斯国家实验室减少到了7个。

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2001年,IBM利用核磁共振技术转录7个核磁矩体成为量子比特,顺利运营后,再次顺利地将15素数分解为35,量子计算机首次将量子计算变成现实——年后,中国科学家发现了4个2005年,人们在粒子阱中顺利地控制了8个量子比特,到2010年,人们已经可以在粒子阱中产生14个处于纠结状态的量子比特。之后,量子计算的相反应用,在应用方面,2011年推出了D-Wave运营128位的一体量子计算机D-WaveOne,被指出为世界上第一个商用化量子计算机系统。2012年,D-Wave推出了512位量子计算机D-WaveTwo。2015年,D-Wave推出了基于chimeragraph架构的新一代1152位量子计算机系统D-Wave2X。

这次,谷歌取得的成果非常令人兴奋,但其他研究者警告说,不要太抹杀这个结果,不要希望太低,也不要泡沫破裂。过去半个世纪以来的两次技术变革,即信息技术和量子力学相结合的东西进行了量子计算。

量子力学的规则改变二进制逻辑进行计算的话,有些无法攻击的计算任务会解决问题。量子计算的概念鼓舞了下一代物理学家、工程师和计算机科学家,彻底改变了信息技术的结构。谷歌这次的研究是科学技术的变革,也是人类的变革。参考文章Google博客: https://WWW.BLOG.Google/PersPectives/Sundar-Pichai/WHAT-our-Quantum。


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