全球首批商用量子计算机再引争议

量子计算机与传统计算机的一个主要区别是,传统计算机使用1和0存储信息并进行计算,而量子计算机使用的量子比特所能包含的信息则要多得多,理论上量子计算机的计算速度会大大超越传统计算机。

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2007年,D波公司宣布成功研制全球首台商用量子计算机,尽管在量子性等方面存在争议,但仍于2011年和2013年卖给美国洛克希德-马丁公司和谷歌公司各一台,其中卖给谷歌的量子计算机速度据称比普通计算机快3.55万倍。

一个多月前,美国科技巨头谷歌的一份研究报告现身美国国家航空航天局网站。尽管被火速撤下,但这篇报告抛出的一个重磅概念——“量子霸权”,引发各大外媒热议。


国南加州大学量子信息科技中心博士后王智慧对新华社记者说,大多数从事基础量子计算研究的实验室,所研究的系统涉及的量子比特数目仅为个位数,而D波量子
计算机的比特数目达到512,已经初步具有解决实际问题的规模。因而对其计算速度的研究,特别是与传统计算机在速度上的比较就成为亟待解决的一个问题。

昨天,英国《自然》杂志正式刊登了谷歌的研究报告,杂志网站还在头版头条放出了谷歌的“官宣”:你好,量子世界!我们实现了“里程碑式的量子霸权”。


智慧是此次《科学》杂志论文的共同作者。她说,这项研究的重要意义就在于给出了“一个合理评估的标准程序”,主要内容是量子计算机能否带来整体计算速度的
提高,即所谓“量子加速”。具体来说,他们测量了问题难度提升时D波量子计算机与传统计算机所分别增加的计算时间,如果存在“量子加速”,那么量子计算机
增加的计算时间应该比传统计算机少得多。

《自然》网站截图

在对洛克希德-马丁公司的D波量子计算机的测试评估中,研究人员没有找到“量子加速”的证据。王智慧说:“我们确实发现,在大批问题样本中,对某些具体问题的计算,量子芯片运行经典算法比传统计算机快。但就样本整体而言,我们没有探测到‘量子加速’。”

谷歌的科学家们宣称,他们的量子计算机进行了一项特殊的计算,其计算能力超出了传统计算机的“实际能力”,这在世界上尚属首次。

王智慧特别强调:“这并不意味着量子计算机不会超越经典计算机,因为有很多因素会掩盖‘量子加速’。”

该公司估计,即使是最先进的传统超级计算机,完成同样的计算也需要1万年的时间,而谷歌的“西克莫”量子计算机只用了200秒。

她说,此次所研究的只是一类问题,有可能并非是量子计算机能最大限度发挥其长处的一类问题,有一些因素如输入问题参数的精度、操作温度等都会影响芯片的计算性能,“因而我们还是期待更确切的量子加速证据会在后续研究或者下一代更大更好的芯片中探测到”。

据《纽约时报》报道,有科学家将谷歌的成就与莱特兄弟1903年的首次飞行相媲美。

D
波公司商业发展主管科林·威廉斯在接受《科学》杂志采访时反驳称,此项研究中所使用的问题太过简单,无法表现量子芯片的性能,“并非探测‘量子加速’的最
佳选择”。此前,D波公司共同创始人乔迪·罗斯还曾公开抨击此次研究的负责人、瑞士苏黎世联邦理工学院物理学家马蒂亚斯·特罗耶,称他的工作是“一派胡
言”。

连美国“第一女儿”伊万卡也在社交媒体上“蹭热度”,称美国正式实现‘量子霸权’,谷歌的项目是与特朗普政府、以及加州大学圣塔芭芭拉分校合作进行的。

澳门新葡亰,(文/新华社)    

不过,对于这一此前已被泄露的“壮举”,美国老牌科技公司IBM表示不服。三天前,IBM就在其官网发表博文称,谷歌所谓要花1万年的计算,传统计算机在2.5天内就能完成,这还是保守估计。

“按照‘量子霸权’的最严格定义,这一目标尚未实现。”IBM直言。

IBM博文截图

1万年和200秒

到底什么是“量子霸权”?

2012年,美国加州理工学院理论物理学家约翰•普瑞斯基尔提出了这一概念,指量子计算机可以做到经典计算机实现不了的事。

《自然》网站报道指出,量子计算机的工作方式与传统计算机有根本的不同:传统比特不是“1”就是“0”,但是量子比特可以同时以多种状态存在。

理论上,当量子比特“不可避免地”连结在一起时,物理学家可以利用它们波状量子态之间的干扰来进行计算。不通过这种方式,相关计算可能要花费数百万年的时间。

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