量子计算时代来袭 谷歌微软IBM谁能拔得头筹？

（原问题：The race to make the world's most powerful computer ever）

网易科技讯 9月7日动静，据海外媒体报道，恒久以来量子计较机一向被吹嘘为成果强盛得令人难以置信的呆板。对比于天下上现有的计较机，量子计较性可以或许以更快的速率办理极其伟大的计较题目。但今朝还没有就开拓量子计较机的最佳方法告竣同等。最终谁将赢得这场角逐?

图示：量子计较性可否揭开我们身材和宇宙的机密？

计较机科学家说，超高速量子计较机可以加快新药物的研制，破解最伟大的暗码安详体系，计划新原料，模仿天气变革，以及实现超等人工智能。但今朝业内还没有就怎样研发量子计较机告竣共鸣，对付其将怎样用于公共市场也尚未同一。天下各地的物理学家、工程师和计较机科学家正试图开拓四种很是差异范例的量子计较机，这些计较机别离是基于光粒子、俘获离子、超导量子比特或钻石中的氮空位中心。

图示：量子计较性可以或许在分子程度上辅佐追踪遗传病。

IBM、谷歌、Rigetti、英特尔和微软等公司今朝都是量子计较机规模的领先者。然而每种要领都有其优弱点，但最大的挑衅是量子自己的懦弱性。

什么是量子计较?

经典计较机回收比特在长序列中暗示开或关的状态，而量子比特(或量子位)则应用了亚原子粒子近乎神奇的特征。譬喻，电子或光子可以同时处于两种状态——这种征象称之为叠加态。因此，基于量子比特的计较机可以比经典计较机以更快的速率完成更多计较。

“假如你有一台双量子比特的计较机，再添加两个量子比特，它就酿成了一台四量子比特的计较机。然而它的计较手段远非进步一倍，而是以指数方法增进。”麻省理工学院科技评述(MIT Technology Review)旧金山分社社长马丁?贾尔斯(Martin Giles)表明道。

计较机科学家偶然把这种量子计较效应描写为可以或许同时沿着很是伟大迷宫的每条路径走下去。即便互相之间没有物理毗连，量子比特也可以彼此影响，这一进程被称为“量子胶葛”。从计较的角度来说，这使他们可以或许实现经典计较机永久无法做到的逻辑奔腾。

寻求不变

可是，量子比特很是不不变，轻易受到其他能源的滋扰或“噪音”，从而导致计较错误。因此，关于量子计较机比赛的目标是找到一种要领，使其大局限量产可以或许趋于不变。计较行业巨头IBM坚信“transmon超导量子比特”是量子计较机中最有前程的产物，他们有三个量子处理赏罚器原型机，公家可以通过云举办会见。

图示：IBM的量子计较机所处的情形温度维持在绝对零度阁下。

“到今朝为止，已经有高出94000人通过云会见了IBM的量子计较机。他们举办了500多万次尝试，写了110篇论文。” IBM研究院量子计较计谋和生态体系副总裁罗伯特·苏托尔（Robert Sutor）博士说。

“人们正在进修和试验……我们但愿在三到五年内可以或许找出一个详细的例子，并声名量子计较对付任何经典计较性能做的工作都有明显改造。”可是IBM的要领要求量子计较机存储在一个庞大冰箱里，量子比特被存储在靠近绝对零度的温度下，以确保它们保持在可用状态。这必要淹灭大量的能量，意味着要实现量子计较机的微型化很是坚苦。

图示：谷歌开拓出了名为Bristlecone的72位量子比特处理赏罚器。

新加坡国立大学量子技能中心首席研究员约瑟夫?菲茨西蒙斯(Joseph Fitzsimons)暗示:“超导量子比特好像将成为首批实现有效量子计较的技能之一。”但他同时指出，“然而，我感受是它们相同于早期经典计较机中的真空管，而不是其后呈现的晶体管。我们也许还会看到另一项技能呈现，成为最终的赢家。”

经典计较机芯片是由硅制成的。当其他团队正在研究如安在硅中捕捉量子比特时，微软和哥本哈根Niels Bohr研究所的学者们正在研究一种基于所谓马约拉纳粒子(Majoranaparticles)的更不变量子比特。

同样，牛津大学(Oxford University)计较机科学家们正在探求将更小量子比特计较机毗连起来的要领，而不是用大量量子比特建设更大局限的计较机。

此刻看，好像有许多要领可以触遇到薛定谔的猫的皮肤。

经典计较的潜力?

当我们守候量子计较机的时辰，传统的，可能说经典计较的将来是什么?

本年7月份，德州大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)计较机科学与数学专业18岁结业生埃文·唐(Ewin Tang)开拓出一种经典的计较机算法，在国际计较规模掀起了波涛，这种算法让经典计较机险些可以像量子计较机一样快速地办理题目。

该题目涉及开拓一个保举引擎，按照用户的偏好数据有针对性地保举产物。

图示：德州大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)计较机科学与数学专业18岁结业生埃文·唐(Ewin Tang)开拓出一种经典的计较机算法，可以让经典计较机险些可以像量子计较机一样快速地办理题目。

欧盟最近公布正在研制下一代计较机，其每秒钟运算手段或将到达十亿次。

德克萨斯大学奥斯汀分校(UT Austin)理论计较机科学家斯科特?阿隆森(Scott Aaronson)传授表明道:“Exascale意味着每秒运算手段到达10的18次方。”

“10的18次方已经很大了。可是量子体系每秒钟运算速率可以或许到达10的1000次方，这要大得多。”

经典计较的题目是，我们已经到达了在一块芯片上可以容纳几多个晶体管的极限——譬喻苹果的A11芯片就挤进了43亿个晶体管。

摩尔定律——每两年，微处理赏罚器的速率将进步一倍，耗能减半，占用空间减半——终于要瓦解了。

量子跃迁

固然今朝所谓不变的量产量子计较机如故未能实现，但这项研究自己已经发生了风趣的功效。

（编辑：河北网）

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