谷歌实现量子霸权,引领下一轮科技创新

国际观察 4982 124

美国能源部下属橡树岭国家实验室的Summit(“顶点”)是当前世上最强大的超级计算机。但据英国《金融时报》报道,谷歌在一篇论文中透露他们的量子处理器在3分20秒内解决了“顶点”需要跑上1万年的计算问题。

如果情况属实,尽管只是在一个计算问题上击败最强超算,但已足够被外界视为里程碑事件。要知道,这正好符合了所谓“量子霸权”的定义:

加州理工学院教授普雷斯基尔(John Preskill)在2012年提出了“量子霸权”(Quantum Supremacy)的概念,即量子计算机能在特定问题上超越世界上性能最好的经典计算机。

只不过,普雷斯基尔预言量子霸权将由50比特的量子计算机实现,而谷歌这次使用了53个量子比特,处理器名为Sycamore。

《金融时报》在当地时间9月20日报道称,谷歌将相关论文上传到了美国国家航空航天局(NASA)的网站上,随后删除。美国《财富》杂志援引谷歌消息人士称,论文被撤回是因为该研究尚未经过同行评议。

“相比起所有已知的经典算法,这种巨大的加速意味着量子霸权已经在计算任务上实现,昭示着一种人类期待已久的计算范式。”研究人员在论文中写道。

“据我们所知,这次实验是第一个仅适用于量子处理器的计算。”

具体来说,研究人员布置给量子计算机的题目是“证明一个随机数产生器产生的数确实随机”。这是个单一的、高技术含量的计算问题,研究人员坦言,它几乎没有实际应用价值。量子计算机最早或许会在材料科学、机器学习和化学领域解决实际问题,但这还要好几年。

不过,谷歌的科学家也乐观地估计,实现量子霸权的里程碑后,量子计算机的力量将呈现指数级增长,比传统的摩尔定律更强劲地推动行业的发展。

神奇而脆弱的量子比特

量子计算机依据一套完全不同于经典计算机的量子力学法则运行。经典计算机中的比特为0或1,基于此进行二进制运算。在神奇的“叠加态”加持下,量子比特却可以同时是0和1,正如薛定谔那只著名的又生又死的猫。在理想状态下,50个量子比特一次可以进行2的50次方次运算,这已经是个天文数字。

微观的量子态在器械上很难操作,谷歌采取了一大主流思路,就是利用超导态这一宏观的量子态。不过,超导量子比特虽然具备了纠缠态、叠加态等量子计算必要的属性,但也继承了量子态的弱点:非常脆弱,极易被干扰。

换言之,超导量子计算系统通常需要更多的量子比特来保护用于计算的量子比特,量子比特的质量与数量同样重要。正因如此,谷歌虽然早在2018年3月就发布过一款由72比特组成的量子处理器,但当时并未突破量子霸权。

此外,美国IBM公司和一些初创企业也在提供所谓的量子计算服务,但它们只能在特定问题上表现出相对于一般计算机的优势,无法击败最强超算。

就在9月18日, IBM宣布将在下月推出53量子比特的可“商用”量子计算机,向外部用户开放使用,这也将是该公司迄今开发出的最强大量子处理器。

《金融时报》在当地时间9月20日报道称,谷歌将相关论文上传到了美国国家航空航天局(NASA)的网站上,随后删除。美国《财富》杂志援引谷歌消息人士称,论文被撤回是因为该研究尚未经过同行评议。

不是潘建伟吗

【 微观的量子态在器械上很难操作,谷歌采取了一大主流思路,就是利用超导态这一宏观的量子态。不过,超导量子比特虽然具备了纠缠态、叠加态等量子计算必要的属性,但也继承了量子态的弱点:非常脆弱,极易被干扰。

换言之,超导量子计算系统通常需要更多的量子比特来保护用于计算的量子比特,量子比特的质量与数量同样重要。正因如此,谷歌虽然早在2018年3月就发布过一款由72比特组成的量子处理器,但当时并未突破量子霸权。

此外,美国IBM公司和一些初创企业也在提供所谓的量子计算服务,但它们只能在特定问题上表现出相对于一般计算机的优势,无法击败最强超算。

就在9月18日, IBM宣布将在下月推出53量子比特的可“商用”量子计算机,向外部用户开放使用,这也将是该公司迄今开发出的最强大量子处理】

这类玩法更像华尔街的玩法!二十倍杠杆,一瞬间捞金!

  • 没有新鲜事儿 2019-09-24 14:43

    谷歌、马斯克们试图让人们觉得霉国科技依然在日新月异,但实际上,他们PPT或者实验室里的东西二十年之内都不会商用。至于自己公司能不能坚持二十年,他们很少去考虑,反正花的是别人的钱。霉国政府没钱了,基础研究也得让马斯克们骗钱来搞,万一成功了呢?霉国又能延长几年寿命。

  • 目的决定手段 2019-09-24 15:12

    评论 没有新鲜事儿:【万一成功了呢?霉国又能延长几年寿命】?拿什么成功。现在科技发展的需求以及不是那个假冒伪劣的钢铁侠口袋里拿几个钢镚能够买单的!只能说涂脂抹粉的遮丑罢了。

  • 没有新鲜事儿 2019-09-24 15:26

    评论 目的决定手段 :投资霉国科技股赚钱已经没有可能了,它们的股价完全是靠不明真相群众相信帝国余晖形成的股市泡沫维持。

不错,谷歌毕竟是谷歌。多年以前,离开了中国的酱缸市场之后,在前沿技术领域,就一路向前,绝尘而去。不管是中国的驱赶,还是欧洲的罚款,谁能挡得住你?

再看看你的中国同行,现在还在搜索水货医院,好搞笑啊。

  • 中国人民6666 2019-09-22 14:25

    评论 你为谁辩护1980:唉,中国像华为一样有理想有抱负的公司太少了,多的是一些只知道不断赚钱的公司,某想,某度,某讯……

  • ty_下一站幸福238 2019-09-22 15:22

    敢问美国有几个谷歌?他不也是唯一的吗

  • ty_下一站幸福238 2019-09-22 15:25

    相同类型的公司谷歌确实比较牛 这不否认 但是你开地图炮什么意思?中国世界第一的产品一大堆

  • CJYLM2028 2019-09-22 15:36

    评论 中国人民6666 :一个华为就把恶魔美帝干出了屎

  • 中国人民6666 2019-09-22 16:24

    评论 你为谁辩护1980:不是开地图炮,是怒其不争,华为,阿里,大疆等肯投入资金进行研发的企业才是有抱负理想的中国企业,赚钱不是目的,赚钱只是实现理想抱负的方法。鄙视那些只知道赚钱的商人。

  • 有马3211 2019-09-22 16:28

    评论 你为谁辩护1980:那你告诉我谷歌的营业收入里面,广告费占多大比例?它确实有些科技项目,但这些项目距离产生效益还差的远!而且中国也不只是有百度,还有华为呢。目前中国的研发资金绝对数还是远低于美国,但每年实现的专利已经再追赶美国了。少喝点民逗的鸡汤,珍惜一下智商

  • 水热刀快1 2019-09-22 20:15

    评论 你为谁辩护1980:你美爹不会又是一个“金属氢”的翻版吧?

@很假比较虚伪2 2019-09-22 14:01:17

厉害

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你的发动机老黄历还珍藏着啊。

中国买英国的斯贝发动机,合同还是周总理签署的。1983年中国就完全仿制出了该型发动机。

1985年,中国开始自主研制WS-10发动机。

现在WS-10已经装机大几百上千架。

斯贝的最大推力54千牛,加力推力90千牛。

WS-10最大推力79千牛,加力推力140千牛。

楼上你胡扯中国做不出英国80年代水平的发动机?

比WS-10更厉害的WS-15都装在J-20上了。

你这种似是而非的假装理客中的帖子,本质上就是逆向民族主义——中国不行,洋人行。

这个意思是想说,中国,你的量子技术已经落后了,不值钱了!赶紧便宜的卖!

至今只看到 谷歌的一张嘴。

而世界第一量子通信网,第一颗量子卫星。。。都在中国。

至于谷歌53个量子比特,正确率是多少?

美国到底还是发达国家,我们一时半会儿还超不过

  • 有马3211 2019-09-22 16:29

    评论 品茶大王:量子技术这块,中国也仅仅落后于美国,但没有数量级的差距。量子的特殊计算非常狭窄,不是通用算法。

  • 1r2z2016 2019-09-22 18:49

    评论 有马3211:我认为,就算狭窄,我们也要掌握,走别人的路,让别人无路可走,就是我们的风格.

呀,科幻小说。。。刘明。看看什么时候能普及量子计算机。

  • 有马3211 2019-09-22 16:33

    评论 香港2017908:蚂蚁和森林的距离吧。人类距离量子计算机还差的非常遥远。

在量子计算领域,目前确实是美国领先。但是清华和中科院、华为、阿里的团队也都很不错。当年国家资金有限,所以重点投入量子通信,现在资金多了,对量子计算的投入也增加了很多。

@香港2017908 2019-09-22 15:58:38

呀,科幻小说。。。刘明。看看什么时候能普及量子计算机。

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20年内没啥希望。

量子计算机用3分20秒完成的一项计算,全球最强大的超算Summit要花1万年?那么根据计算,这台计算机的运算速度是Summit的15亿倍,请问用了什么芯片?

搅屎棍子又来了啦。

你的语言不够哲学标准啊。

卤煮工作照

卤煮努力工作的原因

我们对卤煮的态度

霸你个头啊!无知识无技能的黑三,回家修好厕所才是正事。

现今各国包括土鳖在内,所有的量子计算都尚处启蒙阶段,谷歌、IBM、微软、中科大、华为、阿里等等,都是从不同的途径来研究量子计算,换句话说,到目前为止,他们取得的成就,都是在不同的领域、特定的前提条件下的运算,而不能垮领域计算,且温度要求绝求0度才能准确,温度升高,错误率大增。

当然,这点,谷歌不会告诉你,即便说了,以印三70的智商,也听不懂

先修厕所

这东西没声音没图像的,不如登月好质疑啊,算了,撤!哈哈哈

quantum supremacy应该译为:“量子优势”较稳妥。大家在惊讶的同时,也要保持一份清醒,人类离着实现量子计算的完全成功还有很长的路要走。硬件上有集成化的问题,比如这里的超导比特系统,是要加微波控制的,要谐振腔解析,比特数目增加后有空间不足和串扰等各种问题。远远不止我们所看到的一个小芯片那么简单; 再一个比特数多了电路深度大了怎么继续提高保真度也是很大问题。像这篇文章里53个比特到第十几个电路操作数的时候,保真度只有10的负二次方量级了,怎么在去相关错误时,实现量子纠错,最终实现容错量子计算等等,这些都是硬件上的挑战;

在算法上,除了这里的采样问题,又有哪些问题是可以证明量子比经典有显著优势的,可不可以设计一些算法使得量子计算机能解决经典不能解决的问题,或者量子比经典有显著的加速,就像文章最后所说的:

“作为这些进展,量子计算正在从一个研究课题过渡到开启一个新的计算能力的技术。我们只是创造了一个远离有价值的现实应用的算法”。(原文最后所说:As a result of these developments, quantum computing is transitioning from a research topic to a technology that unlocks new computational capabilities. We are only one creative algorithm away from valuable near-term applications. )

当然,它提醒我们不要固步自封,特别是在科技方面还有艰难险阻,不是仅仅给投资就能解决问题的,还需有科学方法和运行体系上的创新。

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