NASA、军火商洛克希德·马丁为何千万美元买这台量子计算机?

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量子计算机以前是目前最热门的各类新生技术中,最易遭到误解的五种。这也难怪,毕竟量子计算机的基本原理立足于最难掌握的物理学概念。这意味着着分析亲戚亲戚一点人往往会提出一点荒谬的主张,类式量子计算机不想还都可不上能带来“神奇的力量”,就是会构成“迫在眉睫的威胁”。

但有有哪些显然并不事实——量子计算机的主流应用离米 还只有数年甚至数十年之久,而量子算法对当前流行的各类加密策略的实际破解能力以前还只有几十年才会变成现实。

不过,专家们表示亲戚亲戚一点人以前进入了量子计算的新时代,不少企业也现在结束了推出商业化产品。IBM公司最近推出了面向商业用户的设备,而谷歌、Rigetti以及 IonQ 等厂商也以前以前即将提供对基于云的量子解决器的访问服务。与此并肩,NASA、美国航空航天制造商洛克希德·马丁公司(Lockheed Martin)以及洛斯·阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Lab)也从一家小型企业眼前 购置了价格在2000万美元到2000万美元不等的千量子比特量子模拟机——这家企业,正是D-Wave公司。

图:用于D-Wave量子计算机的光刻掩模

亲戚亲戚一点人过都会好奇,有有哪些巨头为有哪些会在技术发展的早期阶段投入没法可观的资金购买没法昂贵的设备。

D-Wave国际公司总裁Bo Ewald在接受采访时表示,“这主就是面向研究与实验用途,目前还没法推出生产型应用。”

既然没法,为啥没法大费周张?亲戚亲戚一点人向洛克希德马丁公司、洛斯阿拉莫斯国家实验室以及大众汽车等使用D-Wave计算机的客户提出了你这人 间题图片。研究人员们给出的表态能只有简单归纳为,着实D-Wave方案尚占据 早期发展阶段,但亲戚一点人希望不想还都可不上能最终利用此类设备解决现实间题图片——类式预测选举结果、在交通拥堵中为出租车导航、以前从小量背景噪音中准确识别出关键数据。亲戚一点人希望不想还都可不上能尽早从量子计算的思路出发,考量有有哪些间题图片的解决妙招。

截至目前,还没法谁宣称不想还都可不上能提供为大众带来量子计算能力的杀手级应用方案。着实D-Wave公司以前证明,其不想还都可不上能实现量子计算模拟,但其它机器仍不想还都可不上能以减慢的强度执行类式的任务。然而,以前研究人员借此不断改进当事人的探索思路,没法由此带来的成果,将为未来的D-Wave换代机型以前任何其它量子计算机带来有力的推动作用。

从广义宽度讲,量子计算机是使用“量子位”以前量子比特,而非常规比特进行计算操作的计算机。常规比特只有进行0或1五种赋值妙招,正如只会指向南方或北方的磁体。当计算完成时,量子比特同样只有取0或1中的另另一兩个值,但在计算过程中其却能只有占据 介于两者之间的值。通过亚原子粒子的数学效应,各量子比特之间将相互作用,使得每另另一兩个量子比特表现得像是一系列不断翻转的磁体。

算法将负责选取最终值,而最终值能只有是有有哪些0和1取值的五种以前多种组合。基于量子数学,其中一点0和1的组合拥有更高的选取机率,而其它组合则被排除在外。

包括谷歌、Rigetti、IBM以及IonQ(这里不包括D-Wave)在内的大多数科技企业都会追求门模型,即希望实现“通用型”量子计算机。这意味着着分析,量子比特以常规比特的形式被部署在电路当中,并接收以“门”(即独立量子力学操作)形式实现的彼此交互的指令。

D-Wave公司则与此不同,亲戚一点人推出的是所谓“量子退火机”,这更像是五种模拟器而非计算机。亲戚亲戚一点人能只有想象一下,有有哪些不停翻转的磁体,D-Wave设备将其表示为超导线圈,其中电流能只有朝着顺时针以前逆时针方向行进。现在,有有哪些磁体会在实物电场与磁场中翻转,并最终选取有有哪些首选、能量最低的指向方位。你这人 方案只适用于一小次责特定计算用例。

这其中就涉及五种量子效应。以前组合磁体发现五种机率几近最低的能量配置,但占据 一点屏障阻止其达到实际最低情况,则经典计算机上的算法过都会在这里停止。而在量子退火机中,量子比特仍然能只有进一步转换至最低能量情况——其被称为“量子隧穿效应”。

这离米 在桌上的罐子当装下 入一块大理石,但并肩又希望这块大理石被放置在地板上——你这人 以前性只有在量子领域内才以前实现。该退火机实际上每秒会执行小量的翻转与测量计算,并肩不断改进,直到得出以前的最低能量答案。

这台机器五种看起来不得劲像是超级计算机——另另一兩个体积与壁橱相当的巨大黑色柜体,用于将其中的微波芯片提供极低的工作温度。就是同样与超级计算机类式,希望访问D-Wave机器的亲戚亲戚一点人只有通过当事人计算机上的链接接入其解决器,并使用专门的软件向D-Wave发出指令并接收由D-Wave生成的输出结果。

D-Wave公司以前打发明人权具有128、512以及200量子比特的设备,目前你这人 纪录以前提升至2049量子比特。类式设备容易出错,且量子比特极易降级为常规比特。关于有有哪些机器的观点无缘无故 占据 争议,不少人甚至认为D-Wave对当事人的设备占据 过度吹擂的嫌疑。就是直到现在,量子比特在数量与可控性方面仍然无法给人留下真正深刻的印象,甚至无法承诺其量子比特不想还都可不上能长期保持稳定而不想降级。

有有哪些计算机只有执行可转换为上述磁场翻转示例的计算任务。有证据表明,有有哪些计算机在解决此类间题图片时着实优于经典计算机,但证据五种仍不够确凿。另外以前来自实物环境的干扰,D-Wave的量子比特很容易遗弃其量子活动行态。

即使占据 种种负面因素,好多好多 企业与研究人员仍然对其抱有浓厚的兴趣。大型强子对撞机与CalTech公司物理学家Maria Spiropulu目前就在使用由洛克希德马丁公司购置,部署于加利福尼亚大学的D-Wave设备,用以识别大型强子对撞机数据中的希格斯玻色子。她和她的团队甚至创建出D-Wave设备模拟器,以供当事人借此检测当事人的间题图片否有有有必要在真正的D-Wave机器上进行运算。

Spiropulu表示,“就当事人而言,我的兴趣在于探索否有有不想还都可不上能在量子计算设备上获得无法从其它机器上实现的新型解决方案,以前借此减慢地摸索到可行的解决方向。倘若并不不要 地讨论,就是利用一点实际间题图片对其加以测试。”

洛斯阿莫斯国家实验室研究员Dan O’Malley目前正在尝试使用D-Wave设备解决水文间题图片,类式预测地面之下否有有占据 沙子以前粘土。初创企业QxBranch公司高级数据科学家Max Henderson则在使用D-Wave设备重新模拟2016年美国大选初创企业EigenMed公司首席科学官David Sahner希望D-Wave设备不想还都可不上能预测以前出現 的健康间题图片,从而带来更好的医疗保健成效

大众汽车的研究人员们亦在努力优先汽车交通,并于最近现在结束了利用D-Wave计算机解决某个化学间题图片。顺带一提,在此以前,以前村里人 尝试利用IBM的门模量子计算机解决同一间题图片。

上述间题图片都拥有着一点共通之处:其中中有 好多好多 双选题,类式“否有有患有糖尿病”、“地下占据 粘土以前沙子”、“你这人 州会投票给民主党人以前共和党人”、“这条路上有车吗”等等。有有哪些属于以前性因素,而另另一兩个选项会分别被映射至某个以前某组量子比特当中,而后利用磁场由D-Wave计算机找到以前性最高的解决方案。

着实一点经典的妙招不还都可不上能只有解决类式的间题图片,但研究人员们希望找到新的妙招以利用D-Wave计算机架构描述当事人的间题图片,从而为即将到来的全面量子计算革命做好准备。

就是只有再次强调,这里提到的都会基本的概念验证思维。有有哪些研究人员只想弄清楚D-Wave计算机中奇怪的物理行态,并探索基于概率的量子比特与优化间题图片解决能力否有有真能发挥作用。一般来讲,有有哪些企业不想单纯使用D-Wave的设备,就是并肩配合IBM以及其它厂商的量子计算系统。

洛斯阿拉莫斯国家实验室的科学家们也在进行同样的工作:亲戚一点人正着手测试高性能计算机。洛斯阿拉莫斯国家实验室科学、技术与工程副主任John Sarrao在采访中表示,“这是亲戚亲戚一点人整体高性能计算发展战略中占比不高、但意义重大的组成次责。”

“这项技术似乎非常有趣,量子在其中好像着实发挥了作用,就是不想还都可不上能供有有哪些希望加以尝试的亲戚亲戚一点人体验。对亲戚亲戚一点人来说,这足以说明更为广泛的整体先进计算战略并不想以前,亲戚亲戚一点人都会必要对你这人 次责进行深入探索。”

在大多数情况下,亲戚亲戚一点人仍然会发现不少D-Wave无法帮助其解决的间题图片。这同样非常重要。Sarrao指出,“了解有哪些工作是以前的、而有哪些不以前同样意义重大。无论是发现了五种杀手级应用妙招,还是意识到一点间题图片在量子计算系统上不可行,都属于值得肯定的积极结果。”