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集齊100量子比特就可召喚「宇宙」

理論上而言,一台量子計算機的處理器如果包含100個量子比特,其功能將比這個星球上的所有超級計算機能力之和都強大。我們可能比想像中更接近那個裡程碑了,可世界似乎還沒有準備好迎接這樣一台量子計算機。

量子計算機像個「怪胎」,它不遵循物理學的正常規則,也不像傳統計算機那樣使用的是比特,量子計算機使用量子比特來存儲和處理信息。

推進量子計算機硬體研發進展的最大障礙之一是處理量子比特產生的所有雜訊,與常規比特相比,量子比特過度活躍,所以很難弄清楚它們正在發生什麼。

但是近來在糾錯和抑制噪音方面都取得了一系列進展。而且,如果歷史是任何一個指標,我們有望在今年早些時候實現一個可用的包含100量子比特的量子計算處理器。

這是什麼意思呢?

從悲觀角度而言,人們對殺人機器人的尖叫聲可能是錯誤的。華盛頓郵報報道:「量子計算機可能比人工智慧更為迫在眉睫。」

量子蠻力(brute-force)理論上會使經典加密過時,這就意味著我們需要為現在的計算機和互聯網準備全新的加密方法,這將花費大量的時間和金錢。

所以如果你正在尋找新的職業,可以考慮後量子密碼學。它很可能比大多數人想像的發展更快、更有利可圖。

目前量子計算的狀況有點偏激,我們很難弄清楚距離未來還有多遠。

專家和權威人士指出,量子計算機非常脆弱,需要大量的基礎設施才能保障其正常運作。而他們目前最好的水平距離二元系統仍然很遙遠。換句話說:別抱太大希望。

但是,就像政治家有時候也會錯誤地預測政治形勢一樣,科學專家們也被認為是錯過了前沿研究的標誌,我們誰也無法預測未來。

2016年5月,物理學家Chris Lee兼Ars Technica副主編在IBM官網上報道該公司新近宣布的5量子比特系統時總結道:

在任何情況下,五個量子比特都太少了,無法做任何有用的事情。但是,如果你認為將來可能有充分的理由使用量子計算,那麼我建議你註冊一下,因為IBM有一個非常激進的縮放時間表:它預計在未來的十年內會達到50到100個量子比特。當達到50個量子比特時,IBM就能夠做一些有用的事情,這意味著有用的量子比特應該在未來五年內實現。

然而,僅僅過了一年的時間,IBM就公布了17量子比特系統。

如果量子計算技術(一般來說)遵循摩爾定律,那麼觀察到經典計算機的CPU每18-24個月的功耗往往會翻一番,我們預計明年將會完成30或40個量子比特系統。

IBM去年就宣布創造了一個50量子比特系統。事實上,該公司在上個月的CES展會上才將其真面目展現給全世界。

實際上,也許在你讀完這個句子之前,IBM就會宣布100量子比特的系統。不過實際上這依然能需要幾年、幾十年、甚至根本不可能發生。也許這並不重要,因為我們無法保證100個量子比特就將改變一切。也可能是500或1000個量子比特,這是以前從未做過的。

談及量子計算機,任何人都能確定的唯一的事情就是難以建立、難以維護。比如說需要接近完美的零度這樣的硬性條件要求就意味著現在硬體必須駐留在實驗室中。

不過,我們想要指出的是像IBM這樣這樣經驗豐富的大公司在七八十年代也經歷過這樣的事情,大型計算機系統需要佔用整個房間,而且其功耗和存儲比現在最低能的智能手機的存儲量還小。

現在的問題不在於量子計算機是否會改變事物,因為它們最終肯定會帶來社會革新。現在重要的是距離這項技術革命的發生還有多久。

從這一點來看,有人說幾年內會達到100個量子比特可能是保守的。而且,根據預測,認為像IBM、微軟和谷歌這樣的公司將在未來十年內出售一種有用的量子計算機的想法也並不誇張。

理論上而言,量子計算機有望幫助我們找到治癒疾病的有效方法,使銀河系太空旅行這樣的未來技術和人工智慧感知成為可能。

但在這些有利的事情發生之前,我們可能不得不面對當前經典計算機科學被徹底破壞的風險。

本文由量子計算最前沿基於相關資料原創編譯,轉載請聯繫本公眾號獲得授權。

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