量子计算机到底有多强_先弄明白它的工作原理再来评价

发表于 2018-03-26 11:29:00 收藏 已收藏
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量子计算机到底有多强_先弄明白它的工作原理再来评价

发表于 2018-03-26 11:29:00
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昨天,中科院召开发布会正式宣布:“世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机在中国诞生”。

这件事当然要点赞,不过也要有正确的姿势。

几个要点

有人在激动之余,把这件事理解为“世界第一台量子计算机诞生”,这显然就不对了。也没有正确理解中科大潘建伟、陆朝阳、朱晓波和浙大王浩华等教授,经过长期攻关获得的这一成果。

中国这台量子计算机性能如何?通过公开信息可见:

■ 目前只有一个单光子的量子模拟机,并且证明了通过量子计算的并行性加速求解线性方程组的可行性。

■ 这个科研用的模拟机,性能比人类第一台电子管计算机(1946年诞生)和第一台晶体管计算机(1954年诞生)快10-100倍。

实际上,这件事的突破之处体现在以下三个方面:

1、 高效率多光子玻色采样

在玻色采样这个问题上,量子算法有着指数级的优势。潘建伟团队制造出一台专门计算玻色采样的光量子计算机,在计算三光子、四光子、五光子玻色采样问题时,计算速度比国外同行和早期计算机要快。

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2、超导电路中实现10比特纠缠和并行逻辑运算

就目前已经公开的情况看,是超导量子系统中最多的比特纠缠数,这在全世界也是处于领先的水平。

3、使用超导量子处理器求解线性方程组

在四个超导量子比特上,证明了通过量子计算的并行性加速求解线性方程组的可行性。

先说到这里,懂的自然懂,不懂的应该还是不懂……有专业人士给了量子位一个简单的总结:是个很棒的成果,但仍然需要冷静看待。

基本原理和现状概况

昨天不少读者在后台留言,希望解释一下量子计算机。那么,接下来量子位就强行讲讲量子计算机。

目前量子计算机有很多实现的方法,上面潘建伟团队使用的就是超导+多光子的方法。除此以外,还有半导体量子芯片和离子阱等等路径。

为了制造量子计算机,谷歌、IBM想出的办法是用超导回路,深耕半导体行业几十年的英特尔希望用传统的硅晶体管,而一家名为ionQ的公司则是使用离子。

核心原理无非一个:进入量子力学奇怪和反直觉的世界(包括叠加态以及纠缠、隧穿),加快计算速度。

与传统计算机使用0或者1的比特来存储信息不同,量子计算机使用量子比特来存储信息。量子比特存储的信息可能是0、可能是1,或者有可能既是0也是1。

量子力学认为,微观物体可以处于一种“似是而非”的状态,即一个原子可以同时处于两种状态。

1个量子比特可以存储2种状态的信息,也就是0和1;2个量子比特就可以存储4种状态的信息,3个8种,4个16种。

量子计算机的性能随着“量子比特”的增加呈指数增长,而传统计算机按“比特位”呈线性增长。总有那么一个临界点,量子计算机的性能就会超过传统计算机。

虽然量子计算机看似美好,但目前还有许多挑战,最大的问题在于这些计算机的精度相比传统计算机实在是低太多了。一些微小的扰动,都可能带来极大的破坏。

量子计算机到底有多强_先弄明白它的工作原理再来评价

不久前,在IBM在和ionQ公司的一次量子计算机大比拼中,两家开发的计算机分别只有35%和77%的运算正确率。

这还只是5个量子比特的情况,如果是有成千上万个量子比特,那量子计算机恐怕根本不可能得到正确的结果。

而且5个量子比特的计算机现阶段远远落后于我们手中的笔记本电脑。

长什么样?举个栗子

说一千道一万,量子计算机到底社么样?我们来举一个真实的“栗子”:D-Wave。这家加拿大公司是量子计算机界一个充满争议的明星。

D-Wave开发出了世界上第一台商用量子计算机。年初,他们推出可以处理2000量子比特的第四代产品:2000Q,售价超过1亿元人民币。

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