商用量子電腦在新測試中未能給人留下深刻印象

一項全面的新測試將傳統計算機的性能與量子計算機的性能進行了比較，結果表明，作為第一台商用量子計算機銷售的機器在解決某種類型問題的能力方面沒有速度優勢。

自 1980 年代以來，物理學家一直渴望建造一台量子電腦。 使用量子位元（可以同時為 0 和 1），這些電腦應該能夠比傳統電腦快得多地執行某些任務（SN：2012 年 3 月 10 日，第 14 頁 26）。

由於存在眾多的技術和基礎物理挑戰，此類設備至少還需要幾十年的時間才能實現。 儘管如此，D-Wave 系統加拿大伯納比市決定利用現有技術建造最好的量子電腦。 2010 年推出的 D-Wave One 和最近發布的 D-Wave Two 由充當量子位元的小型超導電路組成。 該公司表示，這些電腦執行的演算法利用了量子力學的兩個特性：糾纏和隧道效應。

演算法應該擅長解決某一類問題，這些問題需要從詳盡的潛在解決方案清單中選出最佳的解決方案。 快速解決這些最佳化問題可能在影像檢測、資料探勘和財務分析中發揮作用。Google出於好奇，他們與 NASA 和大學太空研究協會合作，斥資約 1500 萬美元購買了 D-Wave 二號。

該機器是否真的表現出量子糾纏和隧道效應還有待爭論。一些 最近的 學習提供一些證據證明確實如此。 但這些研究並沒有解決計算機是否真的更好的問題。 蘇黎世瑞士聯邦理工學院的計算物理學家馬蒂亞斯‧特羅耶 (Matthias Troyer) 說。

因此，Troyer 和他的同事在南加州大學503 量子位元D-Wave Two 電腦（洛克希德馬丁公司擁有）上運行的量子演算法與在傳統電腦上運行的同一演算法的經典版本之間進行了速度測試。

主要目標不是看看哪個更快解決問題？ 這取決於處理速度等因素。 相反，研究人員想知道隨著問題變得越來越難，每台計算機會如何表現。 隨著更多變數的添加，傳統電腦解決最佳化問題所需的時間呈指數級增長。 然而，量子電腦的求解時間應該會成長得慢得多。

在對幾個問題進行多次迭代後，Troyer 和他的同事發現沒有證據他們在 6 月 19 日在《D-Wave Two》中報告了 D-Wave Two 優勢科學。 研究合著者、南加州大學的 Daniel Lidar 表示，雖然該機器在一小部分任務上比傳統計算機的擴展性更好，但實際上它在處理絕大多數問題時表現更差。

D-Wave 的業務開發總監兼量子物理學家 Colin Williams 表示，Troyer 的團隊選擇了錯誤的測試問題類型。 ？ 威廉斯說。 “他們不允許[量子演算法]顯示出優勢。” 光達承認，事後看來，他和他的同事會選擇一組不同的問題。 但他表示，隨著問題變得越來越困難，研究人員尚未發現 D-Wave 電腦能夠比傳統電腦更快解決任何問題。

未參與這項新工作的南加州大學電腦科學家 Itay Hen 正在尋找此類問題，他說他發現了一些有趣的可能性。 他計劃使用 中詳述的方法科學論文來測試最有前途的候選人。

一旦 D-Wave 生產出具有更多量子位元和更可靠硬體的計算機，這個謎團應該會變得更容易解開。 隨著 D-Wave 機器能夠解決更大的問題，它們所擁有的任何優勢都應該變得更容易區分。 “我們基本上每年重新設計晶片三到四次，” 威廉斯說。