精品无码免费专区午夜_中文字幕人妻被公上司喝醉_中文字幕av无码专区第一页_免费无遮挡Av网站

首頁 > 淘吧 > 正文

量子計算擁抱更多可能

30多年前,物理學家費曼提出利用量子構建計算系統(tǒng)。如今,科學家正在驗證這一設想。近日,中國計算機學會青年計算機科技論壇發(fā)起了一次線上分享會,探討量子計算機的技術發(fā)展路線和前景。

相較傳統(tǒng)性能高

分享會的主講者之一、合肥本源量子計算科技有限責任公司副總裁張輝認為,量子計算并非“玄學”,在激光、超導等領域,人們已經廣泛應用了量子的特性。不同的是,應用此前多在宏觀層面,量子計算則要在微觀層面上實現(xiàn)控制,這也意味著更大的難度。

量子計算機在金融分析、藥物研究、材料制備等領域都具有很大優(yōu)勢。然而與超級計算機相比,量子計算機有何特別?

“如果用超級計算機實時規(guī)劃最優(yōu)路線,極限是控制幾百輛汽車。未來的智慧交通要同時計算幾十萬輛車的出行路線,在理論上量子計算機能做到。”張輝說。

經典計算機用0和1儲存與處理數(shù)據(jù)。量子計算機的神奇之處在于,它的基本計算單元——量子比特可以同時是0和1,即允許“疊加態(tài)”共存。這讓其擁有強大的并行計算能力。舉個例子,假如在800萬本書里找一個單詞,經典計算機一本本地搜索,而量子計算機則分身為800萬臺計算機同步搜尋。因此有人說,在量子計算機面前,現(xiàn)在的計算機就像算盤。

大數(shù)分解上也是如此。曾經有科學家用1600臺計算機,花了8個月的時間,成功分解了一個129位大數(shù)的質因數(shù),如果用量子計算機可能只需幾秒鐘的工夫。

這一理論上的潛力,得到了令人振奮的驗證。去年1月,IBM發(fā)布了全球首款商用量子計算原型機。去年10月,谷歌公司宣稱用53位的專用量子芯片解決了一個隨機量子線路采樣的數(shù)學問題。

進步得益于近年來量子計算工程化的推進。當前,幾乎所有發(fā)達國家都把量子計算當作未來技術制高點,國內外知名的IT公司紛紛涉足量子計算。“全球量子計算創(chuàng)業(yè)公司超過百家,2019年是量子計算發(fā)展高光的一年。”張輝說。

落地應用挑戰(zhàn)多

量子計算機前景遠大,但落地應用長路漫漫。

“研發(fā)量子計算機,首先要足夠多的量子比特。”騰訊量子實驗室高級研究員鄭亞銳解釋。理論上,自然界中一切有量子效應的載體都可用作量子比特。鄭亞銳說,一般認為量子比特數(shù)量要達到100萬個,量子計算機才能走向實用??僧斚拢I(yè)界還沒有實現(xiàn)控制100個量子比特。

穩(wěn)定性是量子計算機落地應用的另一個重要指標,這就要求較長的相干時間,以及非常高的保真度。“提高比特數(shù)量的同時,又不降低保真度是學術界聚焦的難題。”鄭亞銳提到。

經過長期探索,科學家發(fā)現(xiàn)超導、離子阱、超冷原子、半導體量子點都能夠用于開發(fā)量子計算機。這些不同的體系,造就了量子計算機不同的技術實現(xiàn)路線。“每一個體系都有優(yōu)缺點。”張輝說,半導體量子點路線操控方便,但相干時間很短;光學或者離子阱路線,相干時間長,但可擴展性相對差。

目前,多數(shù)開發(fā)者選擇的是超導和半導體兩條路線,兩者的工程化、工藝化也推進較快。開發(fā)者希望借助先進的半導體、集成電路工藝,在推進量子計算機研發(fā)之時,還為未來量子計算機與經典計算機的潛在融合埋下伏筆。

清華大學量子信息中心終身副教授金奇奐介紹說,近年來,學界對離子阱路線的基礎研究很多,但直到最近幾年,才開始有公司大規(guī)模開展離子阱量子計算機的研發(fā)。軍事科學院國防科技創(chuàng)新研究院研究員強曉剛認為,集成光量子芯片技術,是實現(xiàn)大規(guī)??蓪嵱没饬孔佑嬎阆到y(tǒng)的重要途徑。

從電子管到晶體管,再到集成電路,隨著材料和工藝的迭代,經典計算機性能不斷提升。“以此類比,量子計算還處在‘電子管的時代’。”張輝說,“也許某天人類突然發(fā)現(xiàn)一個完美材料,做出量子計算機就不再難了。”

這顯然不是一個人能夠完成的工作。鄭亞銳呼吁,目前起步階段,企業(yè)和科研院所應該破除技術壁壘,過分強調技術保護不利于量子計算機開發(fā)。

發(fā)展前景待探索

信息技術的進步有時超乎人們想象?;氐?946年,誰又能想到,人類首臺電腦,這個重達30噸、3層樓高的龐然大物,如今可以濃縮成米粒大小。

分享會上科學家預計,未來10至15年量子計算機有望落地應用,真正實現(xiàn)“量子霸權”,為未來的通用量子計算打下基礎。

談及我國量子計算機的發(fā)展水平,張輝表示,與國際“領頭羊”有4—5年的差距。在他看來,這些差距主要不在科研,而在工程、工藝方面。量子計算機是一個整體,芯片之外,測控、軟件、算法同樣需要高度重視。“哪怕幾根導線之間微弱的干擾,都會影響整體計算性能。”張輝說。

量子計算機會不會把經典計算機擠下舞臺?分享者認為,兩者不是對抗關系,量子計算機不會全面替代經典計算機。經典計算機發(fā)展至今,已經能處理絕大部分日常任務,未來兩者應該兼容、融合。

開發(fā)量子計算機有較高門檻。本源量子公司成立兩年來,僅硬件投入達5億—6億元,而量子計算的主營業(yè)務暫時沒有收入。本源量子創(chuàng)始人之一、中國科技大學教授郭國平很有信心:“量子計算就像一個山洞,我們不知道里面有沒有寶藏,但一定要有勇氣沖進去,看看它到底長什么樣。”(記者 喻思南)

  • 微笑
  • 流汗
  • 難過
  • 羨慕
  • 憤怒
  • 流淚
責任編輯:趙文源
0