谷歌实现“量子霸权”?但量子计算机离证明自己还有很长的路要走

栏目:互联网 | 出处: | 发布时间:2019-09-22 21:18

腾讯科技讯 9月21日消息,据国外媒体报道,谷歌研究人员此前声称其量子计算机计算出了经典计算机完全无法解决的问题,已经实现了“量子霸权”。

据悉,谷歌研究人员本周早些时候在美国国家航空航天局官网上发表了一篇文章,但随后被删除。文章内容显示,谷歌的量子计算机完成相关计算的时间为3分20秒,而世界第一的超级计算机Summit完成同样运算要花费1万年的时间。

谷歌研究人员表示,这意味着量子计算机实现了“量子霸权”,即能够完成以前不可能实现的计算。文章作者写道,“与所有已知的经典算法相比,这种惊人的计算速度从实验角度证实了量子计算的优势,并预示着人们期待已久的计算范例的出现。”

据报道,谷歌研究人员表示,“据我们所知,这个实验标志着第一个只能在量子计算机进行的任务出现了。”研究人员补充,该系统只能进行一次单一的、技术性很强的计算,要使用量子计算机解决实际问题还需要数年时间。

但谷歌的研究人员称其为“迈向全面量子计算的里程碑”。他们还预测,与摩尔定律相比,量子计算机的性能将以“双指数速度”扩张。

从老牌科技巨头IBM到初创公司Rigetti Computing等各家公司都在开发所谓的量子计算机原型,但目前只能以更快速度完成传统计算机所能完成的相同任务。

量子计算机如果能实现大规模量产,将利用超越经典物理极限的特性,实现计算能力的指数级增长。

波士顿咨询集团(Boston Consulting Group) 2018年11月的一份报告称,量子计算机可能“改变密码学和化学(以及材料科学、农业和制药)等领域的游戏规则,更不用说人工智能和机器学习了……”“物流、制造业、金融和能源(都将因此而改变)”。

与经典计算机的二进制不同,量子比特可以同时表示0或1。通过把多个量子比特串在一起,它们能代表的状态数量呈指数级增长,使得并行计算数百万种可能性成为可能。

一些研究人员警告不要过分夸大量子计算机的优势,他们认为这并不意味着量子计算机将很快取代传统计算机,并在计算领域带来一场革命。

据悉,这种量子比特结构可以让量子计算机解决一系列经典计算机在常规时间内无法解决的问题,包括密码学和分子建模方面的问题。但是,维持量子比特相干时间非常困难,阻碍了研究人员展示任何形式的量子加速算法。

在加州大学圣巴巴拉分校的实验物理学家约翰·马提尼斯(John Martinis)领导下,谷歌首次预测它将在2017年底实现“量子霸权”。但事实证明,它所开发的连接72个量子比特的系统太难控制。

最终该公司对系统进行了改造,设计出连接53个量子比特的系统,代号为Sycamore。该系统的任务是证明随机数生成器是真正随机的。尽管这项工作几乎没有任何实际应用,但谷歌研究人员表示,“这种计算能力的其他最初用途”包括机器学习、材料科学和化学。

量子软件初创公司Riverlane创始人史蒂夫·布里埃利(Steve Brierley)表示:“这是一个重要的里程碑,首次有人证明量子计算机能够完全超越经典计算机。”布里埃利在该领域工作了20年,是英国政府的量子技术顾问。“这是一个了不起的成就。”

目前尚不得知谷歌的量子计算机到底进行了多少计算,也无法对相关报道进行独立核实。谷歌拒绝就报道进行置评。

当涉及将量子计算机与传统计算机进行比较时,谷歌的这一事件无疑是一个重要的早期里程碑。但要让量子计算机真正证明量子的实用性,科学家还有很长的路要走。这将需要增加相干时间,并引入误差校正方案,以确保量子计算机输出正确答案。

“随着我们继续挖掘量子计算的潜力,谷歌最近在量子霸权方面实现的最新进展是一个值得注意的里程碑。但实现商业上可行的量子计算机将需要跨越多个技术领域,”英特尔量子硬件主管詹姆斯·克拉克(James Clarke)表示。

科学家甚至有可能不会接受谷歌的声明。最重要的是,如果一台超级计算机需要1万年的时间来检验量子计算机产生的答案,你怎么知道量子计算机一开始就得到了正确的答案?(腾讯科技审校/皎晗)

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