生活中能見(jiàn)到“量子”這個(gè)詞最多的地方，一個(gè)是科學(xué)新聞中，另一個(gè)恐怕是科幻小說(shuō)里：“量子計(jì)算機(jī)”已經(jīng)是各種文藝作品里描述未來(lái)計(jì)算機(jī)的固定配置了。事實(shí)上，在對(duì)“量子計(jì)算機(jī)”的研究還很早期的現(xiàn)在，有一家公司的量子計(jì)算機(jī)不僅商用了，而且最近還推出了升級(jí)版。
加拿大公司D-Wave近日宣布，推出旗下最新型號(hào)的量子計(jì)算機(jī)D-Wave 2000Q，計(jì)算能力是從前型號(hào)的兩倍。D-Wave公司稱， 新計(jì)算機(jī)售價(jià)1500萬(wàn)美元，Temporal防御系統(tǒng)公司是這臺(tái)新計(jì)算機(jī)的首個(gè)客戶，主要目的是用于網(wǎng)絡(luò)安全研究。
但“量子”這個(gè)概念很大，真正用來(lái)替代現(xiàn)今電子計(jì)算機(jī)的量子計(jì)算機(jī)也還停留在實(shí)驗(yàn)室里。D-Wave的量子計(jì)算機(jī)從這家公司1999年建立，到2007年推出第一款產(chǎn)品D-Wave One直到現(xiàn)在，圍繞它們的爭(zhēng)議就沒(méi)有停止。
電子計(jì)算機(jī)的芯片，是用一個(gè)個(gè)有開(kāi)、關(guān)兩種狀態(tài)的“門(mén)電路”組成的。理論上的量子計(jì)算機(jī)，它的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)“量子門(mén)電路”，可以處在開(kāi)、關(guān)這兩個(gè)狀態(tài)的疊加態(tài)上。如果要比喻的話，如果電子計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行n個(gè)計(jì)算，量子計(jì)算機(jī)就可以進(jìn)行2的n次方種計(jì)算。
D-Wave的量子計(jì)算機(jī)怎么運(yùn)轉(zhuǎn)?它靠模擬大自然的自發(fā)現(xiàn)象來(lái)運(yùn)算。舉例來(lái)說(shuō)，一片枯葉的空氣中落地的過(guò)程很自然，但這個(gè)過(guò)程實(shí)際上就是一系列描述空氣動(dòng)力的復(fù)雜方程的一個(gè)解。2013年發(fā)表在Nature的一篇論文顯示，D-Wave量子計(jì)算機(jī)中的量子芯片，可以利用量子隧道穿透效應(yīng)，在短時(shí)間內(nèi)完成自然環(huán)境里從高能級(jí)向低能級(jí)的轉(zhuǎn)變，產(chǎn)生一個(gè)可以幫助優(yōu)化復(fù)雜問(wèn)題的參數(shù)。這個(gè)過(guò)程被稱為“求解離散空間的局部最優(yōu)化值”(QUBO)，這種算法被D-Wave叫做“量子退火”(quantum annealing)算法。而這種問(wèn)題，是傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)不擅長(zhǎng)處理的。
所以D-Wave 的爭(zhēng)議之處在于，他們的“量子計(jì)算機(jī)”并不是理論中的那種計(jì)算力可以超越現(xiàn)今電子計(jì)算機(jī)很多倍的通用型計(jì)算機(jī)，它不能編程，也不能解決QUBO 之外的其他問(wèn)題，但它確實(shí)利用了量子效應(yīng)，叫做量子計(jì)算機(jī)并沒(méi)問(wèn)題。這次公布的2000Q 新型號(hào)計(jì)算機(jī)，就是增加了其中量子退火芯片的數(shù)量，提高了運(yùn)算速度。
在這之前，Google 買(mǎi)了一臺(tái)D-Wave 量子計(jì)算機(jī)用來(lái)研究人工智能、美國(guó)國(guó)家宇航局NASA 和軍火商洛克希德·馬丁也采購(gòu)了同樣的機(jī)型用來(lái)研究。
與此同時(shí)，真正的通用型量子計(jì)算機(jī)的研究也有一些突破。2016年8月，美國(guó)馬里蘭州大學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中制作了具有5個(gè)量子比特的計(jì)算機(jī)原型。這個(gè)原型和其他量子計(jì)算機(jī)都不一樣，它可以編程從而解決不同的問(wèn)題。論文稱，這一系統(tǒng)進(jìn)行基本運(yùn)算的準(zhǔn)確率大約為98%。
京公網(wǎng)安備 11010502049343號(hào)