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谷歌的“量子霸权”对计算的未来意味着什么

北极蚊子 2019-10-30 14:32

据谷歌的一个团队称,量子计算机首次完成了一项传统计算机基本上不可能完成的计算任务。

周三,该公司位于圣巴巴拉的实验室的科学家和工程师在《自然》杂志上发表的一份报告中宣布了这一里程碑。他们说他们的机器能够在200秒内完成工作,而世界上最强大的超级计算机完成同样的任务需要1万年。

任务本身涉及执行随机选择的指令序列,没有任何特定的实际用途。但专家表示,这一成就仍然具有重要意义,它证明了量子计算的未来前景。

麻省理工学院的威廉·奥利弗将这一壮举比作莱特兄弟的首次成功飞行。“最重要的是这件事所代表的意义,而不是它实际上完成了什么,”他在研究报告附带的评论中写道。

谷歌的科学家们将这一成就称为“量子霸权”的首次证明。2012年,加州理工学院(Caltech)的理论物理学家约翰·普雷斯基尔(John Preskill)创造了这个短语,用来描述量子计算机可以做经典计算机根本做不到的事情。

并不是每个人都同意谷歌的声明代表了真正的量子霸权。IBM的计算机科学家反驳说,他们最强大的超级计算机“顶峰”可以在2.5天内完成同样的任务,而不是1万年。

尽管如此,谷歌的成功是一个值得注意的踏脚石,可能是一个漫长而曲折的通往量子霸权的道路,Preskill说。

他说:“这不会在一夜之间改变什么,但重要的是,量子计算机目前所处的阶段是,至少在某些领域,它们可以超越地球上最好的计算机。”

Preskill在接受洛杉矶时报采访时谈到了量子计算的现状,以及它在未来可以帮助我们解决哪些大问题。

但请注意:这是一项全新的技术,还有很多未知之处。

问:你是如何对量子计算产生兴趣的?

答:大约在20世纪90年代中期,人们发现,如果你有一台量子计算机,你就能解决一些真正困难的问题。其中最引人注目的一个是,你可以破解被广泛使用的密码系统,这些系统被认为是不可破解的,因为它们需要的计算量太大。

我认为这是我听过的最有趣的事情——你能否解决一个问题取决于这个世界是否由量子力学而不是普通的经典物理学来描述。

问:量子计算机与传统计算机有何不同?

经典计算机说的语言都是关于操作0和1的字符串,但是量子物理的语言是非常不同的。这更多的是一种比喻,而不是一种技术上准确的表述,但在量子计算机中,你有一个量子位,它可以同时是0和1。这是一种描述他们如何说一种完全不同的语言的方式。

量子计算的潜在前景是,量子计算机可以做一些普通数字计算机永远做不到的事情。我们能否把它变成有用的东西是当前研究的一个主题。

问:你需要量子计算机来解决哪些问题?

答:最明显的应用是当我们想要弄清楚某个大量子系统将会如何运作。例如,化学家试图非常精确地描述当你试图构建一个大分子时会发生什么。

他们试着把它放到电脑上,但是当分子变大的时候就很难了因为量子力学在分子中真的很重要,你不能用普通的位来描述它在做什么。但在量子计算机上,你可以很好地描述它。

问:这有现实世界的应用吗?

答:我们认为量子化学将产生重大影响,这对农业和人类健康可能很重要。它可以帮助开发新药物、新能源、收集太阳能的新方法和新材料。

这可能是相当长的一段路,但这是让人们对潜在的应用程序感到兴奋的部分原因。

问:科学家目前是否正在使用量子计算机来解决问题?

答:人们正在进行实验,但目前还没有关于这些方面的重大发现。我认为到目前为止,还没有人用量子计算机做过任何事,能比现有的数字经典计算机做得更好。

但是人们正在加速,认为技术会成熟,他们希望做好准备。确切地说,我们什么时候会看到量子计算对经济的真正影响,没有人知道。

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