從太空科技到人工智慧,量子電腦的應用會全面顛覆現有科技!

【我們為什麼挑選這篇文章】量子電腦的發明勢必會讓人類的科技力往上再推一層,我們正活在一個夢想漸漸成真的年代。

政府有想到這件事很讓人振奮,但似乎還需要更多重視。(責任編輯:林子鈞)

正如來自俄羅斯量子中心的研究員 Alexey Fedorov 所說:「量子物理學正處於解鎖下一代科技殺手的關鍵位置,它或將改變網絡安全、材料科學、人工智慧以及計量學。」

量子技術國際會議是俄羅斯量子中心的宣傳活動,每兩年舉辦一次。活動中,各位科學家們會介紹目前工作進展,並討論目前首選研究應用範圍。

在莫斯科的整整一周中,每一個做報告的學者都是 ICQT 舞台的明星。以下是我們在第四屆量子技術國際會議中所聽到的最酷的五件事情:

1、當今最佳量子計算機運行良好

本次量子會議提出的量子計算機「白鯨」,最早是在 80 年代初期由物理學家理查德·費曼提出的。目前,全世界的研究機構和商業機構都在努力研究量子計算機,期望可以借此機會,解決傳統計算機的工作極限或者效率低下等各種問題。

來自哈佛大學的 Mikhail Lukin 教授和他的團隊也正在開展相關研究,他們建造了一種量子計算機,可以利用 51 個量子比特進行運算,這可能是現存的最強大的量子計算機了。今天大多數量子計算機,打個比方,可能就像是 19 世紀新聞短片裏那些無比顛簸地原始飛機那樣,和完美遠遠無關。然而俄羅斯量子中心創始人 Serguei Beloussov 的對該項目給予肯定評價:「Lukin 教授的團隊建造的量子計算機,就像‘一架能夠平穩起飛、飛翔以及降落的飛機。」

2、量子技術或將助力火星即時通訊

Elon·Musk 公開稱自己夢想著關於月球基地和火星的一切,但是面臨的最基本問題就是,如何與居住在那裏的人通話。根據地球與火星繞太陽軌道的相互關系,無線電信號(以光速運行)在兩個球體間運行時間在 3 分鐘與 22 分鐘之間。如果通信模式沒有根本性的轉變,火星網絡將很糟糕。但是量子技術的發展,或許能夠實現無延時星際即時長途通信。

Arkady Fedorov 博士是昆士蘭大學超導量子設備實驗室的帶頭人,他的研究課題是關於如何將超導 cubits(腕尺)作為人造原子使用。Cubits 常用於量子計算的信息處理,但是 Fedorov 從另一個角度研究其與電磁波的相互作用,並使其在一定參數範圍內可控。他說,如果我們想利用這一點進行即時長途通信,唯一缺少的就是將微波變成光學光線的適配器。

「這種適配器是目前一個熱門話題,」Fedorov 說,「將微波轉換成光學光線是十分困難的,因為成功的量子運算要求效率接近 100%。不過,已經有一些團體提出了解決的方案。」

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3、顛覆式的量子加密技術

「觀察者效應」認為,在觀察過程中,觀察者不可避免地將改變被觀察者(或被觀察事物)。在奇異的量子世界裏,如果我們創建了一條信息,可以采用這樣的條件發送出去——要求除了你的預期收件人之外的任何人,都能讀取這則信息。那麽,我們假設第三方截獲了這條特殊的信息,則勢必會在原始信息上留下「痕跡」,由此我們就會知道,信息已經被「動了手腳」。通過這種方式,我們的初始信息反而得到了保護!

量子加密技術就像影視作品中的「星際迷航」和詹姆斯龐德!而在現實中,也正是一個以日內瓦為基地的瑞士公司堅持了 16 年的商業追求。這家公司 20 年來,專註於開發並銷售加密量子通訊硬件,他的客戶群主要是各種研究機構,和國家政府。

4、提供可持續化的超前計算能力

在人工智能與機器學習領域,許多有意義的應用實現要以前所未有的計算能力為前提,而量子計算或許可以實現這種可持續化的特大數量數學計算。量子粒子不遵循任何符合我們常識的物理規律——他們可以重覆出現在不同的地點,可以一種「疊加」的狀態存在,並且同時可擁有多個值。有些人認為,量子計算擁有在平行宇宙運算的計算能力,或許能夠繞過目前所傳統科技所存在的障礙。

5、唯一阻礙量子計算發展的就剩研究基金了

在談到量子計算相關發展的障礙時,Beloussov 說,最大障礙恐怕就是量子研究領域的資金了。畢竟,良好的科學研究是建立在雄厚的資金基礎上的。期待未來這方面的衝突能夠得到良好的緩解。

*資料補充

日本文部科學省決定從 2018 年開始,在 10 年中投入 100 億台幣,用於製造計算速度遠超過超級 計算機量子 計算機

美國目前每年投入 65 億台幣,英國則是五年 166 億台幣的預算。

台灣目前的做法是「MRAM、RRAM、量子計算及人工智慧晶片」列為一個「前瞻晶片系統及半導體設計」項目,預計一年十億。

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(本文經 大數據文摘(ID:BigDataDigest)授權轉載,並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題,原文標題為 〈资讯 | 量子技术正在哪些领域颠覆科技?量子技术国际会议上的五个爆点 〉。圖片來源: 維基百科  CC Licensed


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