谷歌正在推动量子计算走进现实世界

日期:2024-12-20 浏览:

谷歌声称,其新款芯片Willow在求解某数学方程时,速率远超传统盘算机,此新闻再次扑灭了缭绕量子盘算的热忱。更主要的是,谷歌称已逾越通向无误量子盘算机这一“技巧顶峰”的要害门槛。   科技界对量子盘算的炒作并非初次。2019年,谷歌推出Sycamore处置器时,也曾声称其在求解数学方程时超出了传统盘算机,实现了量子霸权(quantum supremacy),由此激发了上一轮高潮。事先的消息报道从各个角度胪陈了这些“神奇呆板”对各行各业的潜伏影响。但高潮很快衰退,因其虽失掉了验证,但尚未满意年夜范围利用的前提。并且英伟达连续推出的超高机能芯片在模仿量子盘算方面表示杰出,并躲避了量子盘算的弊病。   懂得传统盘算与量子盘算的差别,对懂得该范畴很有辅助。传统盘算机应用数字比特,借由电流的通断操控渺小晶体管,以0跟1来处置信息。量子盘算机则采取量子比特,依附自然粒子某人造粒子处置0跟1之间的数据。用绘画类比,团体盘算机芯片上的比特就像玄色或白色,量子比特则能够是色轮上的恣意色彩。这种潜伏的值数组恰是量子盘算如斯强盛的起因,也决议了它们可能履行远超传统盘算性能力的庞杂运算。但是,成绩在于量子比特极为懦弱,可能招致量子盘算机丧失信息,发生过错。而谷歌的最新结果是可能在更年夜范围上改正这些过错。   谷歌的布告重燃大众对量子盘算的热忱,这是件坏事。这个行业正在悄悄获得宏大停顿,无望为企业跟当局研讨职员供给极具代价的盘算装备。投资者应该坚持耐烦。局部盘算机制作商,如IonQ Inc.,宣称他们的装备曾经展示现实功效。这家始创公司的股价在今年度已上涨逾3倍,该公司打算在其工场打造5台量子盘算机,并刚在瑞士搭建了一台。   浩繁晚期的量子盘算机型号(虽轻易犯错),如IonQ跟Rigetti Computing的产物,均能经由过程亚马逊的Braket与微软的Azure平台停止拜访。这些平台也可接入其余公司的量子盘算机,包含Pascal、Quantum Circuits Inc.以及由霍尼韦尔国际公司(Honeywell International Inc.)把持的Quantinuum制作的装备。IBM经由过程其Qiskit平台供给软件东西,并开放了局部量子盘算机型号的拜访权。谷歌供给软件东西跟模仿效劳,但量子盘算机尚未对外开放。   换句话说,只管量子盘算机轻易犯错且功效无限,但能够经由过程基于云的收集拜访。行业资深人士,比方加州理工学院的约翰·普雷斯基尔(John Preskill),多年来始终秉持“量子盘算尚需十年”的观念,现在也开端觉得高兴。   “量子硬件曾经开展到可能推动迷信开展的阶段,”普雷斯基尔在Willow宣布会所附视频中说道,“咱们能够研讨此前从未涉及的庞杂量子体系。”   普雷斯基尔说这些体系正在一直改良。有鉴于此,霍尼韦尔应当抵抗投资者请求其出卖Quantinuum股权的压力,该公司持有54%的Quantinuum股权。现在,该行业已邻近为浩繁行业的研讨供给强盛东西的要害阶段,其代价必定会连续回升。投资者所主意的简化霍尼韦尔团体形式的观念,偏偏疏忽了这一趋向。   固然,量子盘算机尚未筹备好进入主流市场,由于这些装备仍存在较高的犯错率。但这场对于谁能率先打造出适用的量子盘算机的比赛正进入冲刺阶段,当初是存眷投资机遇的年夜好机会,同时也带来了一场极具文娱代价的“真人秀”。在这场比赛中,迷信家们组队抗衡,力图成为一个新的盘算机时期的奠定者。不外,终极可能很难断定一个赢家,由于在技巧可能明显推进科研开展之前,每每是逐渐演进、累积晋升的。   这场比赛之以是如斯风趣,是由于它让两年夜技巧道路或营垒构成对立,以比赛最终目的:一台具有足量纠错量子比特、以发展高等盘算的呆板。这两年夜营垒的不合将解答一个要害成绩:人类是否制作出一种可天生量子态的物体,并停止充足的调剂,使天生的量子态对抗原子或光子等粒子所具有的自然量子态?   制作量子比特的营垒包含谷歌、IBM、Rigetti、IQM等公司,它们正在构建应用超导量子比特的盘算机。在Willow布告中,谷歌先容了其位于加州圣巴巴拉的专门制作超导量子比特的设备,以及该设备怎样年夜幅进步了其量子比特处于量子态的时长。   另一营垒是应用原子或光子等自然粒子创立量子比特的公司。他们以为基于半导体技巧提高的量子比特制作方式将面对技巧瓶颈,无奈实现所需的制作精度跟衔接才能。此营垒包含制作受控离子盘算机的IonQ跟Quantinuum等公司,他们经由过程激光捕获、把持跟把持原子(有始创公司抉择了光子)。超导营垒指出,用激光挪动原子等粒子会发生过错并下降盘算速率。对用自然粒子制作的盘算机来说,扩大才能是个浩劫题,而制作量子比特的公司能依附半导体行业已有的扩大才能。   量子比特之间也存在差别。别忘了,这是实在粒子与天然粒子的比拼。或者两种门路都将在市场上占领一席之地。行业尺度可能会侧重于明白供给给顺序员的纠错或逻辑量子比特的数目。在Willow布告中,谷歌声称已超出“门槛以下”程度,可能增添量子比特并增加过错。这一点至关主要,由于量子盘算机须要参加备用量子比特来改正跟保持逻辑或纠错量子比特的数目。传统盘算机也会纠错,但晶体管犯错的概率本就微不足道。   Quantinuum、IonQ、Atom Computing等基于原子的盘算机制作商自以为在这场竞争中处于当先位置,由于他们的量子比特的过错率绝对较低。往年4月,Quantinuum与微软结合宣布了一篇论文,具体论述了怎样应用30个物理量子比特构建4个逻辑量子比特。这里须要提示一下,研讨职员曾表现,即便一台只有100个纠错量子比特的盘算机,也能够实现传统盘算机无奈比较的盘算才能。   这场空费时日的量子盘算比赛正濒临序幕,且竞争步调一直放慢。这将催生诸多贸易机遇。IonQ的股价刚创下汗青新高,Rigetti的股价自12月6日以来未然翻倍。Quantinuum可能在未几后上市。谷歌曾经扑灭了大众热忱。霍尼韦尔等公司的投资者应当意识到,耐烦等候将为他们带来丰富报答。

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