第四届国际量子技术会议上个月在莫斯科举行的会议本来应该让谷歌成为人们关注的焦点,谷歌正准备就以下问题发表演讲:49 量子位量子计算机他们正在制作中。
然而,哈佛大学的米哈伊尔·卢金 (Mikhail Lukin) 在早间演讲中发表了自己的一个小声明,抢走了当晚活动的风头——他的美国和俄罗斯研究人员团队成功测试了 51 量子位设备,在量子霸权竞赛中树立了里程碑。
量子计算机被认为是下一代革命性技术的一部分;利用量子粒子奇特的“中间”状态来加速数字机器的处理能力的设备。
真相既令人着迷又令人失望。短期内我们不太可能在量子增强的 Playstation 7 上玩《侠盗猎车手 VR8K-3000》。抱歉,各位。
量子计算并不只是将一种芯片更换为更快的芯片。
它的作用是为我们提供第三种位,而典型的计算机只有两种。在量子计算中,我们应用量子叠加——在我们观察到粒子作为两种不同状态之一的存在之前所占据的奇怪的“可能”云——来解决高度复杂的计算问题。
虽然这类问题是一个漫长而乏味的过程,即使是我们最好的超级计算机也会承受很大的负担,但量子计算机的“量子比特“1、0 的混合以及中间的额外空间可以使模拟分子中的量子系统或因式分解素数等练习变得更容易处理。
这并不是说量子计算永远不会成为家庭桌面的有用补充。但即使是开始梦想这种可能性,也有很多问题需要首先解决。
其中之一是增加少量的量子位少于 20 起在那些棘手的任务上,它可以开始与我们最好的经典超级计算机相媲美。
那个号码?大约有 50 多个,这个数字经常被用相当令人兴奋的术语称为量子霸权。
哈佛的设备基于一系列超冷铷原子,这些原子被固定在磁铁和激光“镊子”的陷阱中,然后以一种允许其量子态用作单个系统的方式激发。
研究人员能够控制其中 51 个被捕获的原子,从而可以模拟一些相当复杂的量子力学,而这是日常台式计算机无法企及的。
虽然该模型主要用于测试这种设置的极限,但研究人员获得了对与所谓的多体现象相关的量子动力学的有用见解。
幸运的是,他们仍然能够使用经典计算机来测试他们相对简单的发现,发现他们的技术是正确的。
该研究目前在预发布网站 arXiv.com 上,等待同行评审。但这一消息无疑引起了量子计算界的讨论可能性和后果达到这样的限制。
50 个量子比特的神奇数字更像是相对地平线,而不是真正的地标。哈佛宣布量子计算领域并没有发生太大变化,在这种技术用于做出任何重大发现之前,我们还有很长的路要走。
谷歌自己的 49 量子位设备计划采用了与 Lukin 完全不同的工艺,依赖于采用固态超导结构的多量子位量子芯片。约瑟夫森交界处。
他们已经证明了他们的技术更简单的 9 量子位版本,并计划逐步实现他们的目标。
无需详细介绍,每种技术在可扩展性和可靠性方面都有其优点和缺点。
量子计算的一个重要问题是如何使系统尽可能可靠且无错误。虽然经典计算可以重复过程以降低错误风险,但量子位的概率性质使得量子计算不可能做到这一点。
还有一个问题是如何将多个单元连接在一起以形成更大的处理器。
从长远来看,哪种方法最能解决这些问题,谁也说不准。
“有几个平台非常有前途,它们都正在进入一个变得有趣的领域,你知道,系统规模无法用传统计算机模拟,”卢金对希曼舒·葛印卡说从国际商业时报。
“但我认为现在在其中选出赢家还为时过早。此外,如果我们正在考虑某些算法所需的真正大规模、数十万个量子比特的系统,老实说,我不认为谁知道怎么去那里。”
这只是迈向十万量子比特道路上的一小步,但这并不意味着跨越这一里程碑的意义就不那么重要了。
哈佛,51 岁快乐!