谷歌实现量子霸权?3分20秒解决最强超算要算1万年的问题

2019-10-24 17:46:00 来源:互联网

美国能源部下属橡树岭国家实验室峰会是目前世界上最强大的超级计算机。然而,据英国《金融时报》报道,谷歌在一篇论文中透露,他们的量子处理器解决了“顶点”需要在3分20秒内运行10,000年的计算问题。

如果情况属实,这足以被外界视为一个里程碑事件,尽管它只在一个计算问题上打败了最强的超级计算机。你知道,这完全符合所谓“量子霸权”的定义:

加州理工学院教授约翰·普雷斯基尔(John preskill)在2012年提出了“量子至上”的概念,即量子计算机可以在特定问题上超越世界上性能最佳的经典计算机。

然而,威望预测量子霸权将由50位量子计算机实现,而谷歌这次使用了53个量子位和一个叫做sycamore的处理器。

英国《金融时报》当地时间9月20日报道称,谷歌将相关论文上传至美国国家航空航天局(nasa)网站,然后将其删除。《财富》杂志援引谷歌消息人士的话说,该论文被撤回是因为该研究未经同行评议。

“与所有已知的经典算法相比,这种巨大的加速意味着量子霸权已经在计算任务中实现,这表明了一种期待已久的计算范式。”研究者在论文中写道。

"据我们所知,这个实验是第一次只适用于量子处理器的计算."

具体来说,研究人员给量子计算机指定的主题是“证明随机数生成器生成的数字是真正随机的”这是一个单一的高科技计算问题,研究人员坦率地承认,它几乎没有实际应用价值。量子计算机可能最早解决材料科学、机器学习和化学领域的实际问题,但需要几年时间。

然而,谷歌科学家也乐观地估计,在达到量子霸权的里程碑之后,量子计算机的力量将呈现指数级增长,比传统的摩尔定律更有力地推动了行业的发展。

魔法和脆弱的量子位

量子计算机根据一套与经典计算机完全不同的量子力学规则运行。经典计算机中的位是0或1,并基于此进行二进制运算。在“叠加态”的神奇祝福下,量子位可以同时为0和1,就像薛定谔著名的猫生与死一样。在理想状态下,50个量子位一次可以执行50次运算的2次方,这已经是一个天文数字了。

微观量子态很难在仪器上操作。谷歌采纳了一个主要想法,即利用超导态的宏观量子态。然而,超导量子比特具有量子计算所必需的性质,如纠缠态和叠加态,但它们也继承了量子态的弱点:它们非常脆弱,容易被干涉。

换句话说,超导量子计算系统通常需要更多的量子位来保护用于计算的量子位,量子位的质量和数量同样重要。正因为如此,虽然谷歌早在2018年3月就发布了一款72位量子处理器,但当时并没有突破量子霸权。

此外,ibm和美国的一些初创企业也在提供所谓的量子计算服务,但它们只能在特定问题上显示出优于普通计算机的优势,不能打败最强的超级计算机。

9月18日,ibm宣布将于下月推出一台53量子位的“商用”量子计算机,向外部用户开放,这也将是其开发过的最强大的量子处理器。



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(编辑:匿名)