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         提及量子計算,人們最先聯想到的應該就是它的神秘、復雜,而量子計算機的理論依據和原型機建造更是讓 Google 和 NASA 這樣的頂尖科技機構都感覺棘手。

东京热影院       但是就在本月 4 日,一向低調的IBM 首次面向全世界發布可在線訪問的量子計算機。該量子計算機的處理器具有五個量子位,由位于紐約附近的約克鎮高地的研究者進行維護。任何人都可以通過一個簡單的軟件接口對計算機進行訪問,當然,前提是訪問者知道怎么進行基本的量子計算。量子計算機不再像傳統計算機那樣用「1」和「0」代表信息狀態進行計算,對它而言,傳統計算機束手無策的具有指數時間復雜度的問題都不過是小菜一碟。

       IBM 的量子云服務軟件界面截圖

东京热影院       普通人估計不是每天都有機會要用得上這項新服務,但對于那些還在辛苦地自制可用量子計算機的人來說,IBM 絕對是他們的福星。

       對 IBM 自身來說,適時推出量子計算機可以讓外界認可和支持他們現在在做的工作。況且,對量子系統進行計算很不容易,IBM 也需要外界援助。德國亞琛工業大學量子信息研究院的教授 David DiVincenzo 認為:「開放量子計算機的在線服務不光是讓 IBM 在計算上獲得優勢,還可以從別人對量子計算機的研究中發現未來工作的新思路。」這位量子計算的先驅認為 IBM 今天的發布會對全世界而言都將意義非凡。

东京热影院       許多研究者有望依靠量子計算機在各自的研究領域內取得重大進展。從 DNA 序列研究到股價預測,乃至直接模擬特定的分子動力學過程。甚至有研究者將量子計算機視為機器學習領域的未來。譬如,Google 和 NASA 為了提高機器學習能力,他們已經在一臺名為「D-Wave」的量子計算機上耗費了超過一千萬美元。

东京热影院        現今的計算機依靠極小的晶體管存儲信息,每個晶體管只能存儲一個特定的布爾數值:「0」或是「1」。但是早在三十东京热影院前,科學家就希望能建造不同于這種二進制的新計算機制,一種可以同時存貯「1」和「0」的機制。他們將未來寄托在了夢幻般的量子理論提出的「態疊加原理」。

东京热影院       于是,兩個量子位就可以同時存貯四組數值:「00」、「01」、「10」和「11」。根據疊加態原理,繼續增加量子位時,系統所存儲信息量呈指數增加。這令現有的計算機架構望塵莫及。「這種現象沒法用普通的邏輯解釋,」參與 IBM 這臺計算機建造的耶魯大學研究者 Jerry Chow 說道:「量子計算和量子運算法則中心思想只有一個,那就是『怎么選數?』」

东京热影院       但是如此強大的機器尚未出現。量子位很狡猾,如果試圖對量子系統進行觀測,你就會發現它消失了,它不再同時疊加了「0」和「1」而是像一臺普通計算機一樣只表征為其中的一個狀態。想要讓機器真的真的好用,研究者還需要知道怎么預知量子位會成為哪種狀態。

       盡管現在有很多人在研究量子位,但尚還沒人攻克難關成為「神棍」預知未來,不過其中有些方法切實可行。就比如 IBM 現在做的量子計算機是把超導線圈至于幾乎處在絕對零度的環境下,而且他們的計算機似乎確實具有了量子性。當然,為了與全世界公用這樣一臺計算機,IBM 希望最終將其處理器擴展為 50 或 100 個量子位。

       根據滑鐵盧大學量子計算研究院的 David Cory 的說法,這樣的量子云計算服務簡直是前所未有。他進一步解釋說,這種事的難度遠超常人想象。「量子系統非常非常脆弱,能讓全世界都用一臺量子計算機很不簡單。IBM 做的很棒,他們開發的界面還讓計算機的使用變得簡潔。」他接下來補充道:「哪怕是只學過量子計算導論的學生都會用。」

       Cory 花了一個周末時間研究 IBM 的計算機,他對量子系統表現出來的穩定性感到非常驚訝:「每次我運行測試程序后跑出來的結果都是完全一致的!」雖然他跑的程序放在現今的筆記本運行時一秒可以跑幾億次,但是對量子計算這種看臉的機器來說,保持結果的一致性絕對是一個重大進步。

东京热影院       量子云服務已經上線,新時代的大門已經敞開,電子科技變革離我們還遠嗎?

來源:物聯中國


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