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量子计算机到底有多强_先弄明白它的工作原理再来评价

2018年03月26日 11:29 次阅读

昨天,中科院召开发布会正式宣布:“世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机在中国诞生”。

这件事当然要点赞,不过也要有正确的姿势。

几个要点

有人在激动之余,把这件事理解为“世界第一台量子计算机诞生”,这显然就不对了。也没有正确理解中科大潘建伟、陆朝阳、朱晓波和浙大王浩华等教授,经过长期攻关获得的这一成果。

中国这台量子计算机性能如何?通过公开信息可见:

■ 目前只有一个单光子的量子模拟机,并且证明了通过量子计算的并行性加速求解线性方程组的可行性。

■ 这个科研用的模拟机,性能比人类第一台电子管计算机(1946年诞生)和第一台晶体管计算机(1954年诞生)快10-100倍。

实际上,这件事的突破之处体现在以下三个方面:

1、 高效率多光子玻色采样

在玻色采样这个问题上,量子算法有着指数级的优势。潘建伟团队制造出一台专门计算玻色采样的光量子计算机,在计算三光子、四光子、五光子玻色采样问题时,计算速度比国外同行和早期计算机要快。

量子计算机到底有多强_先弄明白它的工作原理再来评价

2、超导电路中实现10比特纠缠和并行逻辑运算

就目前已经公开的情况看,是超导量子系统中最多的比特纠缠数,这在全世界也是处于领先的水平。

3、使用超导量子处理器求解线性方程组

在四个超导量子比特上,证明了通过量子计算的并行性加速求解线性方程组的可行性。

先说到这里,懂的自然懂,不懂的应该还是不懂……有专业人士给了量子位一个简单的总结:是个很棒的成果,但仍然需要冷静看待。

基本原理和现状概况

昨天不少读者在后台留言,希望解释一下量子计算机。那么,接下来量子位就强行讲讲量子计算机。

目前量子计算机有很多实现的方法,上面潘建伟团队使用的就是超导+多光子的方法。除此以外,还有半导体量子芯片和离子阱等等路径。

为了制造量子计算机,谷歌、IBM想出的办法是用超导回路,深耕半导体行业几十年的英特尔希望用传统的硅晶体管,而一家名为ionQ的公司则是使用离子。

核心原理无非一个:进入量子力学奇怪和反直觉的世界(包括叠加态以及纠缠、隧穿),加快计算速度。

与传统计算机使用0或者1的比特来存储信息不同,量子计算机使用量子比特来存储信息。量子比特存储的信息可能是0、可能是1,或者有可能既是0也是1。

量子力学认为,微观物体可以处于一种“似是而非”的状态,即一个原子可以同时处于两种状态。

1个量子比特可以存储2种状态的信息,也就是0和1;2个量子比特就可以存储4种状态的信息,3个8种,4个16种。

量子计算机的性能随着“量子比特”的增加呈指数增长,而传统计算机按“比特位”呈线性增长。总有那么一个临界点,量子计算机的性能就会超过传统计算机。

虽然量子计算机看似美好,但目前还有许多挑战,最大的问题在于这些计算机的精度相比传统计算机实在是低太多了。一些微小的扰动,都可能带来极大的破坏。

量子计算机到底有多强_先弄明白它的工作原理再来评价

不久前,在IBM在和ionQ公司的一次量子计算机大比拼中,两家开发的计算机分别只有35%和77%的运算正确率。

这还只是5个量子比特的情况,如果是有成千上万个量子比特,那量子计算机恐怕根本不可能得到正确的结果。

而且5个量子比特的计算机现阶段远远落后于我们手中的笔记本电脑。

长什么样?举个栗子

说一千道一万,量子计算机到底社么样?我们来举一个真实的“栗子”:D-Wave。这家加拿大公司是量子计算机界一个充满争议的明星。

D-Wave开发出了世界上第一台商用量子计算机。年初,他们推出可以处理2000量子比特的第四代产品:2000Q,售价超过1亿元人民币。

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全球首台碳纳米晶体管计算机:对缺陷免疫的电脑电路

据英国学术杂志《自然》报道,斯坦福大学研发人员开发出了全球首台基于碳纳米晶体管技术的计算机,并已经成...

发表于 2013-09-26 09:08 2737次阅读
全球首台碳纳米晶体管计算机:对缺陷免疫的电脑电路

神奇腕带:通过感知操控无人驾驶飞行器

据国外媒体报道,研究人员开发了一种神奇的腕带,佩戴这样腕带的人可控制电脑,甚至是无人驾驶的飞行器。可...

发表于 2013-03-04 11:43 880次阅读
神奇腕带:通过感知操控无人驾驶飞行器

凌华科技推出首款医疗专用无风扇计算机TPZ-13...

凌华科技宣布进军全球医疗市场,推出首款医疗专用无风扇计算机Topaz系列产品 ─TPZ-1300。其...

发表于 2013-02-25 19:38 494次阅读
凌华科技推出首款医疗专用无风扇计算机TPZ-13...

最新“纹身片”,实时跟踪人体健康状况

最新高科技“纹身片”能够实时跟踪人体健康状况。该设备带有天线,嵌入在人体之中,通过无线方式提示周边的...

发表于 2013-02-19 11:17 577次阅读
最新“纹身片”,实时跟踪人体健康状况

意法半导体:计算机主板和笔记本主板方案

ST为保证主板应用质量提供高性能器件。 包括音频和视频处理器、内置串行闪存的专用微控制器、CMOS光...

发表于 2013-02-03 17:11 418次阅读
意法半导体:计算机主板和笔记本主板方案

凌华科技推出工业级全新智能触控式计算机BFS-1...

凌华科技正式推出全新15.6寸BFS-15W02多功能智能型触控电脑,不仅具有时尚的外观设计,更带来...

发表于 2013-01-24 11:57 310次阅读
凌华科技推出工业级全新智能触控式计算机BFS-1...

CES 2013 英特尔展示高性能自适应型一体机...

在2013国际消费电子展期间的英特尔发布会上,英特尔展示了屏幕内置电池的全新自适应型一体机系统,它的...

发表于 2013-01-10 20:32 264次阅读
CES 2013 英特尔展示高性能自适应型一体机...

浅析智能通信终端发展趋势

近年来,随着电子产业和通信技术的飞速发展,以及需求、竞争、科技三大动力的推动,通信业正在经历一场巨变...

发表于 2012-12-25 10:08 300次阅读
浅析智能通信终端发展趋势

英特尔助阵中国 将制造世界最快计算机

来自国外媒体的报道称,中国正在研制史上性能最强大的超级计算机。它采用了英特尔最新 Ivy Bridg...

发表于 2012-12-23 21:01 439次阅读
英特尔助阵中国 将制造世界最快计算机

十大可穿戴式计算机:导航鞋可显示目的地远近

可穿戴式计算机仍处于起步阶段,但确有许多设计巧妙者已经问世,其中一些也许还会在不久的将来变成像智能手...

发表于 2012-11-26 11:29 3671次阅读
十大可穿戴式计算机:导航鞋可显示目的地远近

计算时代崛起:全球首台ARM超级计算机开工

超级计算机是x86的天下,是异构加速计算崛起的时代,ARM也要来凑热闹了!西班牙巴塞罗那超级计算中心...

发表于 2012-11-19 11:57 974次阅读
计算时代崛起:全球首台ARM超级计算机开工

探秘世界第一台计算机:齿轮链条构造?

提起计算机史,我们一般只能追溯到20世纪初。但你相信不相信,一个名叫 Charles Babbage...

发表于 2012-10-31 09:29 975次阅读
探秘世界第一台计算机:齿轮链条构造?