2018 年,Google 跟微軟都想登上「量子霸權」這個虛華的王座

【我們為什麼挑選這篇文章】量子電腦、AI、自駕車,隨著科技發展,不過 3-5 年的時間,世界快速地邁向未來,你都準備好了嗎?(責任編輯:陳君毅)

目前,量子計算這一革命性技術,已經成為物理學家和計算機科學家長達 35 年的夢想。在未來不久,這一技術或將迎來重大的進展。

《金融時報》 報導,在未來幾週內,世界兩大技術巨頭——Google 和微軟,將宣佈各自在量子計算領域取得的里程碑進展。不過,他們會否藉此契機宣布其在該領域實現的商業應用還有待查證。

據量子領域的領先者表示,量子計算機利用量子力學的性能可以大大加快計算速度,並將在未來 5 年內實現重大的實際應用。

基於此,微軟量子團隊負責人 Todd Holmdahl 說:

(藉此)我們將有機會解決一系列之前無法解決的難題。

據雷鋒網了解,加拿大有一家公司 DWave ,從 7 年前就開始銷售有限用途的量子計算機,其可以通過編程來處理今天的計算機功能承載範圍以外的任務。量子計算技術的好處還在於——模擬分子、幫助研製突破性藥物,並讓機器學習變得更加強大。

然而,從事這項技術的其他人則認為,(對這種技術的預測)有點過於樂觀。Intel 實驗室主管 Mike Mayberry 對此表示,在真正可行的量子計算出現之前,大型科技公司之間還將迎來「為期十年的競賽」。他說:

我們現在還處於「玩具系統」時代。

不過,來自微軟和 Google 兩家即將到來的(量子計算)里程碑卻在明示:那些前沿的想法正在迅速的走向實際應用。

微軟:進程緩慢但擲地有聲

儘管微軟從 12 年前就已開始研究量子計算,但直至目前,其還未能開發出可運行的量子位(量子計算機的基本構件)。據 Holmdahl 介紹,目前微軟已經「十分接近」實現這一突破。

通常,這種聲明需要通過在學術期刊上發表研究論文來完成,這也意味著他們在發布之前必須經過同行評議。Holmdahl 說,對微軟來說,這也是「科學的重要時刻」。

1998 年,IBM 宣布開發出了第一個可運行的量子位,並在去年 12 月宣布與合作夥伴一起開發基於技術的實際應用。但是,微軟的量子位設計是對未經驗證的技術的巨大押注。如果成功,那麼微軟將迅速超越已經在這一領域取得先發優勢的公司。

而微軟的設計正好解決了這一技術的一大缺點。據了解,量子計算機需要廣泛的糾錯來彌補量子位固有的脆弱——它們只能維持一個很短的量子態狀態,而且在不干擾結果的狀態下很難讀取。

針對這一難題,微軟開發出了一種能有效分解電子的量子比特,可讓同一信息同時在多個地方存在。如果量子比特的一部分變了,它所包含的信息也不會丟失,並且還會讓整個系統更加穩定。這種使用了所謂的拓撲量子位的計算機,其內置的容錯能力可使它們比那些不太強大的系統具有更大的優勢。Holmdahl 說:

因為我們的糾錯比他們的要好得多。當計算機使用更脆弱的量子比特時,他們可能會需要 1000 或 10000(量子 bit),我們可能只需要一個。

然而,如果微軟確實實現了這一目標,那麼創造一個單一的可運行的量子位將只是第一步。Mayberry 說,目前還不清楚哪一種競爭對手的量子比特技術最有效,因為製造商正試圖將現有的基本系統擴展到全面的通用計算機當中。

Google:2017 年底實現「量子霸權」

另一方面,Google 要宣布的里程碑則是將首次展示 量子計算機如何解決對於傳統計算機來說堪稱極限的問題

當一台量子計算機比經典計算機能更好解決計算問題時,行業會將其稱為「量子霸權」。為此,Google 制定了一個時間表——要在 2017 年底實現「量子霸權」,並在去年年底開始進行測試——其測試旨在表明該公司的 49 位量子位系統可以解決超出任何傳統計算機能力的問題。目前,Google 還未就其測試結果予以置評,不過也無需擔心,畢竟測試成功結果在發表科學研究論文前還需要評估。

然而,在 Mayberry 和一些人看來,即使 Google 最後成功實現「量子霸權」,但這項技術離實際應用仍然還有很長的路要走。

 總結

如果像微軟和 Google 這樣的(量子計算)突破得到了證實,那麼他們和其他公司還將面臨如何擴大規模、解決更複雜的量子計算難題的巨大挑戰。除了難以獲得讓量子位維持超過幾微秒的量子態之外,他們還需解決如何獲得可在極低溫度下操作的電子控制器這一難題。在 Mayberry 看來,「要繼續擴大規模是非常困難的」。

顯然,量子計算雖然即將迎來兩大巨頭的里程碑突破,但在前行之路上,困阻依然重重。

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(本文經合作夥伴 雷鋒網 授權轉載,並同意 TechOrange 編寫導讀與修訂標題,原文標題為《Google、微軟即將宣布量子計算重大突破,業內人士:還不能“貪杯”》。圖片來源:IBM Research, CC Licensed。)

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