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2019-09-23 08:55 |
Google 搶到量子計(jì)算的“霸權(quán)”？
量子力學(xué)，這個(gè)曾經(jīng)經(jīng)典物理學(xué)天空上的那朵烏云，已經(jīng)不再只停留在理論階段，而是對(duì)各行各業(yè)都帶來了實(shí)際的影響，量子計(jì)算機(jī)，就是其中最值得期待的應(yīng)用之一。量子計(jì)算機(jī)相較于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)有著諸多優(yōu)勢(shì)，為了更好地描述這種優(yōu)勢(shì)，加州理工學(xué)院量子理論學(xué)家、量子計(jì)算的教父級(jí)人物 John Preskill 于 2012 年提出了 Quantum supremacy 的概念，被翻譯為“量子優(yōu)勢(shì)”或“量子霸權(quán)”。 #4hP_Vhc
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不過它跟傳統(tǒng)意義上的“霸權(quán)”沒關(guān)系，而是用來形容量子計(jì)算機(jī)相較于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)碾壓級(jí)別的技算能力優(yōu)勢(shì)。如果量子計(jì)算機(jī)可以解決經(jīng)典計(jì)算機(jī)上，無(wú)法解決的問題，不論這項(xiàng)任務(wù)本身是什么，是否有實(shí)際的意義，那么就代表實(shí)現(xiàn)了“量子霸權(quán)”。 oM VJ+#[x
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誰(shuí)能最早地宣布已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了量子霸權(quán)，誰(shuí)就會(huì)在量子計(jì)算的長(zhǎng)跑中獲得先機(jī)。 ]uZH 0
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Google 的一小步 Glwpu-@X
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據(jù)《金融時(shí)報(bào)》報(bào)道，Google 宣布其已經(jīng)建造了第一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)，該計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行超出當(dāng)今最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力。這來自 Google 研究人員的一篇論文，本周早些時(shí)候，這篇論文發(fā)表在了美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）網(wǎng)站上，但很快被刪除。 "~
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美國(guó)《財(cái)富》報(bào)道，一位熟悉 Google 的消息人士表示，這篇文章的評(píng)審需要數(shù)周至數(shù)月的時(shí)間，NASA 只是不小心提早發(fā)布了。 }a`LOBn e
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論文中描述了一個(gè)特定的實(shí)驗(yàn)，基于量子現(xiàn)象的隨機(jī)生成數(shù)字的抽樣，研究人員表示，他們確信量子計(jì)算機(jī)在完成這項(xiàng)任務(wù)時(shí)遠(yuǎn)勝常規(guī)計(jì)算機(jī)，其涉及計(jì)算某些專用電路的輸出。 xq{4i|d)
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這款量子計(jì)算機(jī)展現(xiàn)出來的算力優(yōu)勢(shì)相當(dāng)恐怖，論文表示，這款計(jì)算機(jī)可以再 3 分 20 秒內(nèi)完成計(jì)算，而目前世界排名第一的超級(jí)計(jì)算機(jī)“Summit”需要大約一萬(wàn)年的時(shí)間；在Google Cloud 服務(wù)器上執(zhí)行相同的實(shí)驗(yàn)將花費(fèi) 50 萬(wàn)億小時(shí)，在量子處理器只需 30 秒。 V+8 + 17^
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研究人員還預(yù)測(cè)，量子計(jì)算能力將“以兩倍的指數(shù)速率增長(zhǎng)”，甚至超過了定義摩爾定律的指數(shù)速率，這種趨勢(shì)觀察到傳統(tǒng)計(jì)算能力大約每?jī)赡攴环?span style="display:none"> V~wmGp.e
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Google 的研究人員表示，這意味著量子計(jì)算機(jī)可以執(zhí)行以前不可能完成的計(jì)算，“量子霸權(quán)”已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。如果這篇論文能順利發(fā)表，那么它可能會(huì)成為量子計(jì)算領(lǐng)域的一個(gè)里程碑。 "gO5dZ\0
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這款量級(jí)計(jì)算機(jī)被命名為“Sycamore”，包括了 53 量子比特（普雷斯基爾預(yù)言量子霸權(quán)將由 50 比特的量子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)）。2018 年，Google 就推出過一款包括 72 量子比特的通用量子計(jì)算機(jī) Bristlecone，Google 認(rèn)為它有實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán)的能力�！禥uanta Magazine》層報(bào)道，Google 的量子處理器在不到半年的時(shí)間內(nèi)算力爆炸，復(fù)現(xiàn)的設(shè)備從筆記本升級(jí)到了服務(wù)器，谷歌量子人工智能實(shí)驗(yàn)室（Quantum Artificial Intelligence lab）主任 Hartmut Neven 在 5 月份提出，量子霸權(quán)會(huì)在 2019 年內(nèi)實(shí)現(xiàn)。 pI!55w|
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目前，量子計(jì)算仍在賽跑階段，這也是各家尖端研發(fā)能力的一個(gè)展示舞臺(tái)。 MnQ_]c C
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量子計(jì)算很好，但別急著吹
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關(guān)于量子，最著名的就是“薛定諤的貓”，就像那只可憐的貓?zhí)幵凇八篮蜕寞B加態(tài)”一樣，量子計(jì)算機(jī)的“0 和 1”也可以處于疊加態(tài)，中國(guó)科學(xué)院郭光燦院士曾這樣解釋量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力。他說，量子比特可以制備兩個(gè)邏輯態(tài) 0 和 1 的相干疊加態(tài)，換句話講，它可以同時(shí)存儲(chǔ) 0 和 1。在理想狀態(tài)下，50 個(gè)量子比特一次可以進(jìn)行 2 的 50 次方次運(yùn)算。 ?m!FM:%
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摩爾定律知道了計(jì)算機(jī)的發(fā)展。每隔 18 個(gè)月，集成電路上可容納的元器件數(shù)目約增加一倍，計(jì)算機(jī)的計(jì)算性能也提升一倍。但傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入瓶頸，在納尼的尺度上，摩爾定律放緩。 fP|\1Y?CS
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量子計(jì)算的出現(xiàn)，為算力的繼續(xù)進(jìn)化提供了可能。但長(zhǎng)路漫漫，量子計(jì)算仍在發(fā)展階段， DkIkiw{L
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2017 年 1 0月，IBM在常規(guī)的超級(jí)計(jì)算機(jī)上成功模擬出了 56 個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)，2018 年 1 月，英特爾公司宣布成功研制了 49 量子比特的測(cè)試芯片，英特爾表示，量子計(jì)算距離解決工程規(guī)模的問題可能還要５到７年。而從商業(yè)角度看，量子計(jì)算可能需要 100 萬(wàn)甚至更多的量子比特才能有實(shí)用價(jià)值。 7^L &YV W
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“量子霸權(quán)”的定義，就是這是一個(gè)不管有沒有實(shí)際意義的認(rèn)定任務(wù)，落地到具體的應(yīng)用上的意義不大。 AM[:Og S
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一些研究人員也警告不要過度夸大量子霸權(quán)，認(rèn)為這并不意味著量子機(jī)器會(huì)迅速超越傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)并給計(jì)算帶來一場(chǎng)革命。 %F~
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IBM 研究主管 Dario Gil 建議不要使用量子霸權(quán)作為衡量該領(lǐng)域進(jìn)展的指標(biāo)，他向《財(cái)富》雜志解釋：“幾乎所有的人都會(huì)誤解這個(gè)實(shí)驗(yàn)和‘霸權(quán)’一詞�！彼�補(bǔ)充，量子計(jì)算機(jī)不會(huì)取代傳統(tǒng)計(jì)算，二者是協(xié)作模式。 {x: IsQZ
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英特爾實(shí)驗(yàn)室量子硬件總監(jiān)吉姆·克拉克（Jim Clarke）則表示 Google 的實(shí)驗(yàn)是一個(gè)里程碑，但量子計(jì)算機(jī)要在商業(yè)上落地，還需繼續(xù)研發(fā)：“雖然這項(xiàng)馬拉松仍遙遙領(lǐng)先，但我們堅(jiān)信這項(xiàng)技術(shù)的潛力�！保▉碓矗夯⑿峋W(wǎng)）
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