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IBM把量子計算機開放給了所有人

時間:2016-05-04 22:59:42 來源:新浪科技 評論:0 點擊:0
IBM的量子計算機D-Wave量子計算機D-Wave內部原理

  北京時間5月4日下午消息,據《連線》雜志報道,量子計算是最復雜難懂的計算技術。對量子計算的研究仍處于初期階段,只有研究水平最高的學術機構和企業,例如美國宇航局(NASA)和谷歌,才會關注這一領域。不過,這樣的現狀可能即將改變。

  IBM的研究員在位于紐約Yorktown Heights的實驗室中建造了一臺有5個量子位的量子計算機。IBM今天宣布推出一項新的在線服務,將這臺量子計算機開放給所有人。通過簡單的軟件界面,你就可以經由互聯網使用這臺量子計算機,當然你也需要了解量子計算的基本知識。這臺量子計算機并不適合普通人的日常使用,但對正在開發量子計算機的研究人員而言,這是件大事。量子計算機要遠遠強于傳統計算機,而IBM希望將量子計算普及給更多人。

  IBM的目的也包括利用該服務展示關于量子計算機的研究成果,讓第三方來進行驗證。在與快速發展的量子計算技術打交道時,這一點尤為重要。不過,量子計算技術的先驅、亞琛工業大學量子信息研究所教授大衛·迪文岑佐(David DiVincenzo)認為,IBM的服務將帶來更多。他表示:“我認為,有人能從量子計算機的行為中發現更多信息,而量子計算機的開發者可能從來沒有意識到這些。”

  研究人員正試圖利用量子計算機開拓新的技術領域,包括分析基因序列以及預測股市的漲跌。有人希望模擬單個分子的運動方式,還有人希望量子計算機能推動機器學習技術的進一步強化。這也是谷歌和NASA對1000萬美元D-Wave量子計算機的期待。D-Wave是一臺充滿爭議的機器,至少在某些情況下能表現出量子特性。

  量子位是什么?

  當前的計算機使用微小的晶體管去存儲數據。每個晶體管可以保存信息的一個“位”,即0或1。然而30年前,科學家提出了一種機器,從而突破二進制的限制。這種機器遵循量子機制的某些原則。基于疊加原理,一個量子位保存的信息不再僅僅是0或1,還可以是兩種態的疊加。

  進一步來看,兩個量子位就可以疊加出4種態:00、01、10、11。如果加入更多量子位,那么從理論上來說,量子計算機的性能要超過當前的任何計算機。參與IBM量子計算研究的耶魯大學前研究員杰瑞·周(Jerry Chow)表示:“你無法以通常的邏輯來解釋這些。量子計算和量子算法的關鍵在于:你要如何駕馭它?”

  這種超級強大的計算機目前還不存在。量子位的性質很不穩定。當你去觀察量子系統的狀態時,系統就會“坍縮”,成為某種確定的態。這時,量子位表示的信息不再是0和1的疊加,而只是0或者1,與傳統計算機類似。為了開發真正的量子計算機,研究員必須能夠控制量子位的坍縮,獲得期望的結果。

  進步:每次同樣的結果

  實現這一目的有多種方式。盡管目前還沒有任何辦法能真正解決問題,但某些研究的前景值得看好。為了開發量子計算機,IBM將超導電路置于龐大的零度以下電冰箱中,這時就能產生5個量子位。通過將這一機器分享給全球更多人,IBM希望能加速這方面的研究,并將系統擴大至50個,甚至100個量子位。

  滑鐵盧大學量子計算研究所教授大衛·克里(David Cory)表示,這種在線量子計算機,即量子云服務,是前所未有的。他認為,開發這樣的服務要比許多人想象中難度都大。他表示:“這不是一件簡單的事。量子系統非常微妙。”

  他同時表示,IBM的做法是正確的。該服務的界面非常易用。克里表示:“任何了解量子計算的學生都能理解如何與這一設備交互。”

  克里花了整個周末的時間去嘗試這一新服務。令他驚訝的是,系統表現出了連續性,即每次測試都取得同樣的結果。在傳統計算機制中,這一點都不奇怪,你的筆記本在1秒鐘時間內就能完成海量的計算。然而,在可能性眾多的量子世界中,連續性意味著重要的進步。在這一服務被開放給更多人之后,更顯著的進步或許即將到來。(維金)

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