量子霸权之Google Sycamore量子计算机 新闻资讯

admin 7月前 100

秒送号(miaosong.cn)自媒体平台11月3日文章,经过数周的猜测,大型公司Google 在享有盛名的《自然》杂志上发表的一篇论文中声称已经实现了“量子至上” 。你为什么要在乎呢?首先,什么是量子霸权?让我们退后几步。


在今天发表的论文中,谷歌AI科学家团队声称他们的量子计算机(称为“无花果树”)能够在短短的三分钟二十秒内完成涉及验证大数随机性的任务。他们说,世界上最强大的超级计算机将需要10,000年才能完成相同的任务。

古典计算机-从笔记本电脑到仓库大小的超级计算机的任何设备-只能工作于零。但是像Sycamore这样的量子计算机却使用量子位(通常称为量子位)来进行计算。量子位可以同时为零和一,而不是为一个位而陷入两种可能性。

这意味着您拥有的量子比特越多,计算能力就会成倍增加。谷歌今天发布的关于这个问题的精彩视频显示,拥有52量子位的谷歌Sycamore量子计算机可以一次查看1000亿个州。那真是个数学难题。

那么,是什么让Sycamore比经典计算机更有效?

美国理论物理学家约翰·普里斯基尔(John Preskill)最早在2012年提出了“量子至上”一词。在本月早些时候为《广达杂志》 (Quanta Magazine)撰写的专栏中,他将其定义为“量子计算机可以完成传统计算机无法完成的任务,而不管这些任务是否有用。”

重要的是要注意,量子至上并不意味着量子计算机可以解决传统计算机无法完成的任务。

“只要有足够的时间……传统计算机和量子计算机就可以解决相同的问题,”克里顿大学的Thomas Wong 对《量子》杂志说。

Preskill注意到“量子至上”一词可能会导致“有关量子技术现状的报道过多”,并祝贺Google在“实验物理学方面取得了令人瞩目的成就”,称其为“证明了量子计算硬件快速发展的证明” 。”

简而言之,通过证明量子计算机的优越性,我们现在能够比以前更快地解决某些复杂的问题。可以想象,制药公司可以利用这项技术设计出可用于医学的极其复杂的化合物。金融建模可以使用量子计算来找出市场趋势。

从更暗的角度来看,量子计算机理论上可以以前所未有的计算能力破解当前的加密标准。

但这全是推测。领先的研究人员仍未找到这些功能强大且极其复杂的计算机的确切用例。

这就是为什么要以健康的盐量服用Google的结果的原因:Sycamore以一种非常特定的方式解决了一项非常特定的任务。

“简而言之,量子计算机执行了随机选择的指令序列,然后对所有量子位进行了测量以产生输出位串,” Preskill在其专栏中写道。“这种量子计算的结构非常少,这使得经典计算机难以跟上,但是这也意味着答案不是非常有用。”

谷歌在量子领域的最大竞争对手IBM 在该成就发表前两天发表了一篇文章。

它声称“同一任务的理想模拟可以在2.5天之内以更高的保真度在经典系统上执行。”

据IBM称,这在很大程度上是由于Google实验忽略的某些参数,包括“大量磁盘存储”和其他“众所周知的优化方法”。

不论是否具有优势,量子计算机的力量只有在其可能的使用情况下才具有重要意义。根据今天发表的博客文章,Google的团队已经在研究“近期应用程序” ,其中包括“量子物理学模拟和量子化学以及生成型机器学习的新应用程序”。

除了这些应用程序外,谷歌还证明了自己的量子计算机确实擅长吐出随机数。听起来可能并不多,但是随机性在计算机科学中可能非常有用。

Preskill认为,距离量子计算机对社会产生“变革性影响”还有数十年之遥。但是Google的分水岭可能为全新的计算时代奠定基础,从新材料的设计到更高效的肥料,这一切都将实现—如果相信Google。


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