谷歌(gē)在當地時(shí)間周三突然宣稱其實現了(le)量子計算(suàn)領域的(de)重要裏程碑——“量子霸權”。谷歌(gē)表示，已經設計出一個(gè)機器，隻需200秒就能解決世界上最快(kuài)的(de)超級計算(suàn)機要花一萬年才能解決的(de)問題。

谷歌(gē)故意讓傳統計算(suàn)機“變笨”？

谷歌(gē)在一條公開發布的(de)博客中公布了(le)這(zhè)一震撼計算(suàn)機界的(de)消息，同時(shí)還(hái)附上了(le)在《自然》雜(zá)志上發表的(de)科學論文。

上個(gè)月(yuè)，谷歌(gē)的(de)一篇論文被洩露，該論文聲稱谷歌(gē)已經能夠利用(yòng)一台 53 量子比特的(de)量子計算(suàn)機實現傳統架構計算(suàn)機無法完成的(de)任務——在世界第一超算(suàn)Summit需要計算(suàn) 1 萬年的(de)實驗中，谷歌(gē)的(de)量子計算(suàn)機隻用(yòng)了(le) 3 分(fēn) 20 秒。

谷歌(gē)10月(yuè)23日發表的(de)博客，讓這(zhè)一消息實錘，并成爲世界上首個(gè)宣稱實現“量子霸權”的(de)公司。實現了(le)“量子霸權”意味著(zhe)量子計算(suàn)機距離實用(yòng)又邁進了(le)一大(dà)步。

所謂“量子霸權”，是指當量子計算(suàn)機發展到50個(gè)比特時(shí)，計算(suàn)能力将全面超越世界上最快(kuài)的(de)傳統計算(suàn)機，實現“稱霸”。谷歌(gē)和(hé)IBM都已分(fēn)别在2017年11月(yuè)和(hé)2018年3月(yuè)宣稱實現了(le)50個(gè)和(hé)72個(gè)量子位的(de)原型機。

但有趣的(de)是，競争對(duì)手IBM第一時(shí)間對(duì)谷歌(gē)的(de)這(zhè)一“宣稱”做(zuò)出回應，并讓谷歌(gē)的(de)這(zhè)一研究結果大(dà)打折扣。IBM在一篇博客中表示，谷歌(gē)高(gāo)估了(le)計算(suàn)項目的(de)難度。IBM稱谷歌(gē)所宣稱的(de)經典計算(suàn)機需要一萬年執行的(de)任務，其實隻要2.5天就能完成。

IBM還(hái)呼籲業界都引起質疑。“我們敦促業界用(yòng)質疑的(de)态度來(lái)對(duì)待這(zhè)一曆史上的(de)首次‘宣稱’，即量子計算(suàn)機能夠實現經典計算(suàn)機不能實現的(de)任務。”IBM表示。

爲了(le)質疑谷歌(gē)，IBM還(hái)提出“量子優勢”的(de)概念，認爲應該在一個(gè)真實應用(yòng)場(chǎng)景，比如金融服務、AI、化(huà)學中，來(lái)對(duì)比量子計算(suàn)機和(hé)經典計算(suàn)機的(de)工作。

意義堪比第一架飛(fēi)機試飛(fēi)

谷歌(gē)CEO桑德爾-皮查伊很快(kuài)予以還(hái)擊，并把首次實現“量子霸權”的(de)意義與萊特兄弟(dì)的(de)首次試飛(fēi)相提并論。皮查伊表示：“人(rén)類的(de)首架飛(fēi)機飛(fēi)行時(shí)間隻有12秒，因此也(yě)不可(kě)能有實際的(de)應用(yòng)。但這(zhè)證明(míng)了(le)飛(fēi)機飛(fēi)行的(de)可(kě)能性。”

一位量子信息技術的(de)從業人(rén)員(yuán)對(duì)第一财經記者表示：“通(tōng)過論文的(de)預印本補充材料可(kě)以看出，谷歌(gē)用(yòng)作對(duì)比的(de)經典算(suàn)法降低了(le)經典計算(suàn)機的(de)‘智商’，是拿完全沒有優化(huà)過的(de)‘最笨’的(de)算(suàn)法來(lái)進行對(duì)比，因此有點誇大(dà)對(duì)比結果之嫌。”

如果像IBM所說的(de)，經典計算(suàn)機需要2.5天解決的(de)問題，量子計算(suàn)機用(yòng)了(le)200秒解決，這(zhè)與谷歌(gē)宣稱的(de)一萬年與200秒的(de)對(duì)比，效果上打了(le)不少折扣，也(yě)就是說量子計算(suàn)機的(de)優勢并不那麽明(míng)顯。

但由于“量子霸權”并沒有對(duì)量子計算(suàn)機比經典計算(suàn)機快(kuài)多(duō)少做(zuò)出定義，理(lǐ)論上隻要量子計算(suàn)機被證明(míng)快(kuài)于經典計算(suàn)機，都能被視爲實現“量子霸權”。

對(duì)此，麻省理(lǐ)工學院教授Peter Shor認爲，量子計算(suàn)機和(hé)經典計算(suàn)機的(de)速度是很難做(zuò)比較的(de)。“這(zhè)就好像無法回答(dá)‘火車要比船快(kuài)多(duō)少的(de)問題’。”Shor教授在近期上海舉行的(de)一場(chǎng)墨子沙龍上表示，“這(zhè)不僅僅取決于運輸方式，還(hái)取決于目的(de)地在哪裏。”

Shor指出，公衆的(de)一個(gè)誤區(qū)是往往局限于計算(suàn)機的(de)速度多(duō)快(kuài)，而忽視了(le)它的(de)記憶和(hé)儲存。他(tā)解釋道：“量子計算(suàn)機上的(de)每一步幾乎肯定要比傳統計算(suàn)機要複雜(zá)，但是量子計算(suàn)機可(kě)以利用(yòng)量子力學特性的(de)算(suàn)法，大(dà)大(dà)減少所需要的(de)部署，從而加快(kuài)計算(suàn)的(de)速度，這(zhè)個(gè)是傳統計算(suàn)機所不具備的(de)。”

量子計算(suàn)機與經典計算(suàn)機的(de)顯著差異在于，傳統的(de)計算(suàn)機存儲數據的(de)方式是0或者1，這(zhè)就好比一個(gè)開關，隻有“開”和(hé)“關”兩種狀态；而量子計算(suàn)機存儲數據方式是依賴量子比特，可(kě)以是介于0和(hé)1之間的(de)任何狀态，這(zhè)令其速度更快(kuài)。

十年内可(kě)能無法改變世界

目前谷歌(gē)、IBM和(hé)英特爾等美(měi)國公司都在緻力于量子計算(suàn)機的(de)研發。英特爾量子硬件部門總監Jim Clarke表示：“量子可(kě)能是未來(lái)100年做(zuò)重要的(de)計算(suàn)機技術，就好像宇宙空間科學一樣，它的(de)研究可(kě)能要通(tōng)過一代人(rén)的(de)努力才能進步一點點。”

正如皮查伊所說的(de)，最初的(de)量子計算(suàn)機可(kě)能還(hái)無法馬上投入實際使用(yòng)。甚至在未來(lái)十年内，人(rén)們都無法看到量子計算(suàn)機給世界帶來(lái)實際的(de)改變。但谷歌(gē)預測，量子計算(suàn)機的(de)潛在應用(yòng)包括飛(fēi)機和(hé)汽車輕量化(huà)電池的(de)設計以及藥物(wù)設計等。

谷歌(gē)也(yě)承認，量子計算(suàn)機要實現必要的(de)計算(suàn)能力，還(hái)需要工程界和(hé)科學界很多(duō)年的(de)努力。“但是我們看到了(le)這(zhè)條路是清晰的(de)，并且會一緻朝前走。”谷歌(gē)表示。

谷歌(gē)還(hái)表示，他(tā)們将盡快(kuài)開發一款能夠“容忍噪音(yīn)和(hé)錯誤”的(de)量子計算(suàn)機。這(zhè)種量子計算(suàn)機原則上能夠處理(lǐ)任何問題。理(lǐ)論上講，它們需要更強大(dà)的(de)處理(lǐ)器，能夠包容更多(duō)的(de)量子比特，而且爲了(le)達到糾錯功能，還(hái)需要機器冗餘。不過業内預計，要實現這(zhè)樣的(de)技術至少還(hái)要等上10年左右。

對(duì)于量子計算(suàn)機的(de)商業化(huà)前景，谷歌(gē)表示：“對(duì)于量子計算(suàn)的(de)保守估計，投資者預計隻能在長(cháng)期獲得(de)回報。盡管如此，我們依然認爲，随著(zhe)小型的(de)量子計算(suàn)機會在5年内逐漸興起，短期的(de)回報仍然是有可(kě)能的(de)，雖然這(zhè)些設備無法實現完全的(de)糾錯功能。”

但漫長(cháng)的(de)商業化(huà)路徑無法阻擋全球科研人(rén)員(yuán)在量子技術領域展現他(tā)們最新的(de)研究成果。比如中國發射的(de)全球首顆量子科學實驗衛星“墨子号”，它爲探索未來(lái)空間尺度量子通(tōng)信應用(yòng)的(de)可(kě)能性做(zuò)出巨大(dà)貢獻。

責任編輯：中山網站建設
 【網訊網絡】國家高(gāo)新技術企業》十年專注軟件開發，網站建設，網頁設計，APP開發，小程序，微信公衆号開發，定制各類企業管理(lǐ)軟件（OA、CRM、ERP、訂單管理(lǐ)系統、進銷存管理(lǐ)軟件等)！服務熱(rè)線：0760-88610046、13924923903，http://www.wansion.net