谷歌和微软即将公布量子计算技术重大突破

文章正文
发布时间:2018-01-29 22:30

腾讯科技讯 据外媒报道,物理学家和计算机科学家关于量子计算机的设想已有35年历史。量子计算技术或许很快就将迎来重大突破。

未来几周,谷歌和微软即将宣布两项重要的科学突破,而这也将凸显该领域的快速发展。不过,这些技术能否在短期内实现商用又是另一回事。

领先的量子计算技术公司指出,基于量子机制的计算机能极大地提升计算速度,并在未来5年内带来有实用性的强大应用。这样的发展速度要比设想中快很多。

微软量子团队负责人托德·霍尔姆戴尔(Todd Holmdahl)就认为,5年的目标是可实现的。他表示:“我们有机会去解决一些此前无法解决的问题。在传统计算领域,这些问题需要宇宙一样长的时间去解决。”

加拿大公司DWave从7年前开始销售特定类型的量子计算机。不过,真正的目标是通用型计算机,能编程处理超越当前计算机范畴的一系列任务,包括模拟分子运动、助力药物研发突破,以及让机器学习变得更强大。

不过,该领域的其他某些人士认为,这样的预期过于乐观。英特尔实验室负责人迈克·梅贝里(Mike Mayberry)表示,在真正可用的技术出现之前,大型科技公司还需要“10年的竞争”。他认为,“我们还处于玩具系统的时代”。

微软和谷歌即将宣布的两个里程碑将证明,最前沿的理论物理学如何迅速转化为实际应用。

尽管从12年前就启动了量子计算的研究,但微软还没有开发出可以工作的量子位,即量子计算机的基本元件。霍尔姆戴尔表示,目前已非常接近宣布“突破这个节点”。

此类成果通常会通过科学期刊上的研究论文来公布,这意味着成果必须经受同行评审过程。霍尔姆戴尔表示,这不仅对微软来说是重要时刻,同时也会是“科学史上的重要时刻”。

微软花的时间比其他公司更长。早在1998年,IBM就公布了首个可用的量子位。去年12月,IBM宣布与多家公司达成合作,开发量子计算技术的具体应用。不过,微软的量子位基于一种此前尚未得到证明的技术。如果微软是正确的,那么该公司将迅速超过该领域的竞争对手,获得巨大的优势。

微软的设计解决了这项技术的最大缺陷之一。由于量子位很脆弱,因此量子计算机需要进行大量的错误修正。量子位只会在量子态停留很短暂的时间,因此结果很容易受影响。

微软给出的答案是:一种能将电子碎片化的量子位,从而将同样的信息同时保存在多个地方。如果量子位的某个部分出现问题,那么其中包含的信息不会就此丢失,从而确保系统整体更稳定。

对于使用所谓拓扑量子位的计算机来说,内建的容错机制带来了巨大的优势。霍尔姆戴尔表示:“(不够健壮的系统)会产生大量错误,需要去解决。如果说他们需要1000到1万个量子位,那么我们只需要1个,因为我们的错误修正比他们要好得多。”

不过,即使开发出首个可用的量子位,这也只是第一步。梅贝里表示,目前还不清楚,在从当前的初级系统扩大至通用计算机的过程中,哪种量子位技术最高效。

另一个里程碑式的突破将来自谷歌。这将是用量子计算机解决传统计算机极限问题的首次展示。

当量子计算机超越最强大的传统计算机之后,就将达到所谓的“量子霸权”。南加州大学量子计算专家、教授丹尼尔·利达(Daniel Lidar)表示,达到这个目标将有“非常重大的科学意义,这将是计算技术史上的首次,表明量子计算机已经跨过了这道门槛。”

谷歌计划于2017年底达成“量子霸权”,并于2017年的最后几天展开了测试。这一测试的目标是证明,包含49个量子位的系统能解决超出任何传统计算机能力的问题。谷歌没有对最终结果置评,而结果是否成功也需要科学期刊的评审。

不过,IBM也在悄悄发力。通过对一台超级计算机进行编程,IBM成功模拟了一台包含50个量子位的量子计算机。这在以往是被认为不可能的。利达表示,随着量子计算机和传统计算机的设计者们你追我赶,这个领域内很可能会发生“真正的竞赛”。

然而,即使谷歌在推动“量子霸权”方面获得了成功(即专门设计传统计算机无法解决的问题,让量子计算机成功解决),利达和其他专家也认为,这项技术距离实际应用还有很长的距离。

即使来自微软和谷歌的突破得到证实,在如何扩大规模,系统如何编程方面,相关公司仍然面临巨大的挑战。系统可能需要100万个量子位,才能解决复杂的问题。

除了让量子位在更长的时间里保持量子态以外,其他问题还包括如何设计在极低温度下可工作的电子控制系统。梅贝里指出,继续扩大规模非常困难。

不过,作为资深产品经理的霍尔姆戴尔认为,这与其他硬件挑战没有太大不同。霍尔姆戴尔在Xbox游戏机的开发中扮演了核心角色。他表示,微软将设计和测试硬件版本迭代的时间缩短至2周,而在其他硬件领域,能快设计速迭代的公司将取得成功。

他表示:“现在的情况就是这样。这有点类似太空探索。我们将很快派人登月。”(编译/陈桦)

文章评论
—— 标签 ——
首页
评论
分享
Top