您好,欢迎访问《菜鸟 马云》 网站地图

服务热线

淘宝天猫旗舰店店铺

产品简介

资本实验室·今日创新观察

聚焦前沿科技创新与传统产业升级

李鑫

在很多人眼中,量子计算机被认为能够完成经典计算机所不能完成的任务。

事实上,如果量子计算机缺乏足够数量的处理单元,即量子比特,以及足够的稳定性来做有用的工作,这些好处就仍然只是理论上的。

目前,全球少数国家和地区,包括美国、中国、欧盟与日本,以国防、军工、科研部门为代表的力量都在量子计算领域发力,并带动了该领域的投资增长。

与此同时,从IBM、谷歌、英特尔到国内的百度、阿里巴巴、腾讯,大公司也正在加大该领域研发与商用探索的力度。

例如,IBM开发出了一台50量子比特的量子计算原型机,Google也推出了一款72量子比特的芯片。但是,这些产品要成为真正有用的设备,挑战犹存。

近期,IBM的两位科学家就量子计算机的总体趋势、能解决的问题,与经典计算机的关系,以及当前面临的挑战发表了自己的看法。

这些看法有助于我们对量子计算机形成更为清晰的认识,同时帮助我们对这一科学应用的前沿保持一份敬畏之心。

1.量子计算机不会取代经典计算机

IBM英国与爱尔兰首席技术官Andy Stanford Clark表示:“量子计算机永远无法运行if/then/else类型的逻辑,这是我们所熟悉的从一个步骤到另一个步骤,也就是传统冯诺依曼结构的计算机所采用的逻辑。”

2.量子计算机擅长解决优化问题

Stanford Clark认为:“当你有一个指数级的排列数需要运算时,量子计算机真的很擅长解决这些问题。”

“例如,如果你正在优化飞机路线的里程,或者优化铁路网络的备件布局,那就有2的n次方种可能性,你必须尝试每一种可能性以找到最佳的解决方案。

“如果你有一个2的100次方种可能性的问题,经典计算机将难以胜任。而在一台100量子比特的量子计算机上,你在一次操作中就能解决它。”

IBM超导量子比特量子计算的技术领导人Stefan Filipp说:“我们知道一些可以实现指数加速的算法。例如,量子化学或材料科学问题、计算分子的性质,都是量子计算机可以帮助解决的。”

3.量子计算机将扩展经典计算机

Stanford Clark说:“我们不会看到人们扔掉他们所有的经典计算机,并用量子计算机取代它们,”

“我们将看到,就像你的经典计算机上有一个数学协处理器(maths co-processor)和一个GPU一样……在你的经典计算机旁也将有一个量子计算机协处理器。”

“当你必须解决一些大规模的指数问题的时候,你可以把它打包,扔到量子协处理器上,它会注解答案,然后你会继续用你的经典算法来获得你的答案。”

4.我们需要50到60个量子比特的计算机来做有用的工作

Stanford Clark说:“量子计算机取代经典计算机的关键点是50到60个量子比特。……当我们达到50量子比特的水平,我们能够做出有用的计算。”

5.构建可工作量子计算机并非易事

Stanford Clark说:“我们目前有一个50量子比特的计算机原型,但问题是量子相干性,……这意味着你不能用你的50个量子比特来完成很多有用的事情,所以我们还有一段路要走。”

Filipp补充说:“挑战在于,让硬件达到我们可以使用它并运行实用算法的水平。”

“这意味着我们不仅要增加量子比特的数量,而且必须增加相干性。我们必须改进这一点,以便我们能够解决实际算法。”

“我们有一个提升相干性的路线图,但在实际的量子计算机中仍然是一个重大的挑战。”

6.我们不知道如何编写有用的量子软件

Stanford Clark说:“目前我们还不知道如何编写量子计算机的复杂算法,因为我们已经如此习惯于使用经典计算机。”

“我们只是没有经验,试图去用量子计算机解决我们曾用经典计算机解决的问题。”

7.量子计算机需要纠错

“量子比特内部也存在容错,”Stanford Clark补充说,量子计算机需要相当于传统计算机中发现的错误校验奇偶位。

“在量子计算机中,你需要同样的技术,这样我们就可以检测到一个比特在无意中翻转或出现在错误的状态,而错误可以被校正。”(参考信息:techrepublic)

来源:百家号                                      时间:18-07-27

现代技术发展的速度总是超过人们的想象,技术发展的方向也将人们的生活带向一个新的层次。在今年CES展上,因特尔宣布了自己的研究成果,一块49个量子位的量子芯片,而后三月,谷歌宣布了一块拥有72个量子比特的量子芯片,并且表明能够进行实际运用,5月阿里达摩院也不甘示弱,推出了自己的量子电路模拟器“太章”,一时间量子计算的概念进入大众视野,成为了焦点话题。

量子计算

什么是量子计算?根据维基百科的解释,根据量子力学现象进行计算即为量子计算。谈到量子计算,就必然绕不开两点,叠加和纠缠。与传统计算机基于晶体管的二进制不同,传统计算机的二进制数字总是确定状态的“0”或“1”,而量子计算使用的是量子比特,并没有固定状态,我们可以借用一个著名的实验“薛定谔的猫”来描述这一现象。

薛定谔的猫

在箱中放置一只猫和连接毒气的放射物,箱中的放射性物质有50%概率衰变释放毒气杀死猫,但也有可能不会衰变使得猫活下来。在不打开箱子的情况下,如果按照传统计算机的角度,猫要么死了要么活下来,必然是二者中确定的一方。但是以量子计算的角度,猫可以既死既活,处于二者混合的状态,这就是叠加状态。

量子纠缠

量子纠缠实际上是两个在叠加态中的粒子相互影响的现象,值得注意的是,这两个粒子在空间上距离可能会隔很远,但是双方中间一旦一方被测定,与之纠缠的一方的状态也会被确定下来。

传统计算机的基本单位比特(bit)拥有确定的状态,要么“0”,要么“1”,而量子计算的基本单位为量子比特或称为量子位(Qubit),可以同时存在“0”和“1”两种状态,如果拥有4个比特,那么传统计算机也只是存储2^4中的一个,如果拥有4个量子比特,那么能够存储的信息为2^4个,计算能力直接呈指数级增长,运算能力相当于传统计算器运算2^4次,效率将大大增加。

得益于量子叠加和纠缠,量子计算能够保持超高速度来进行并行运算,对于大批量数据结果运算能够保证高效完成。不过需要注意的是如果没有与之对应的量子算法,量子计算机的实力是难以全部发挥的,而且只有部分算法可以进行加速,因此传统计算机与量子计算机处于相辅相成的关系,并非只是新技术完全取代传统的过程。

早在2016年5月4日,IBM就发布了量子计算服务,用户可以通过云连接IBM量子计算机,来进行实验和模拟。量子计算作为一种革命性的技术正越来越受到重视,微软,谷歌都投入了自己的研发力量,量子计算的现实应用也正一步一步离我们越来越近。

·数据计算

数据计算

谈到应用,量子计算机的核心功能自然是数据计算,超高的运行计算能力,这对于许多行业都是必须要求。例如今年大火的人工智能方向,通过深度学习,不断完善算法,直至产品满足人们智能化需求。在这个过程中,机器学习的成本往往是巨大的,因此许多人工智能都只能在某一个领域某些关键词上作出相应,难以满足人们复杂的情景应用,自然会被叫成“人工智障”。但是如果利用量子计算机的高速运算,机器的学习成本将会大大降低,AI的运用场景也将丰富起来。其实不仅仅是人工智能,量子计算在大数据分析,智慧城市,金融模型等方面都大有可为。

·通讯加密

信息安全依托算法加密

当今各种密码的安全保障依托各种加密算法技术,但是对于量子计算机来说,能够通过特定算法进行高速并行轻松破解。基于量子纠缠的特性,在通讯过程中,如果有人想要窃听通讯内容而对量子进行测量的话,另一端量子就必然会感知到,从而终止机密信息的传输,商业机密能够得到充足的保障。

量子技术发展自然是未来的一大方向,但是我们仍需要看到其中的问题,一是量子计算的要求更为严苛,需要在极低温的环境下工作;二是量子相关技术的研究存在瓶颈,例如如何制造出纯纠缠态,以此克服量子通讯的信息失真;三是量子计算带来的改变,例如密码学革命性的改变,传统加密技术,行业,个人信息安全的该何去何从,量子计算攻击该如何防范。四是量子计算技术各国研发的水平差异,标准由谁制定,量子霸权的出现。这些都是我们需要了解的。

量子计算技术必然会到来并给我们生活带来巨大改变,但现在仍处于发展阶段,因此并没有必要过于吹捧,肯定技术价值,合理规划研究,这是一个企业乃至国家保持创新和竞争活力的关键,更何况,量子计算离改变生活的日子也不会太远了。

来源:百家号                                            时间:18-05-31

【查看更多】

其它产品

  • 02019-10-20 11:01:22

    怒族节日简介 怒族传统节日有哪些

    每年的农历三月十五日,是云南省贡山独龙族怒族自治县的怒族人民的最隆重的传统节日--鲜花节。鲜花节这一天早上,怒族节日怒族人家都早早地起来准备去参加节日的活动。...

  • 12019-10-20 11:01:22

    什么是口袋相机?介绍你认识高质量结果的相机

    2499 元,口红大小,三轴稳定云台相机,和大疆无人机类似的各种跟随和稳定拍摄功能,大疆管这个口袋相机叫做灵眸Osmo口袋云台相机,英文名是 Osmo Pocket。...

  • 22019-10-20 11:01:22

    寻访岭南古村 南社明清古村

    如果在你的眼中,东莞只是“世界工厂”那就错了,南社明清古村便是一个不可不去的岭南水乡休闲地。...

  • 32019-10-20 11:01:22

    除甲醛等空气治理产品

    目前室内装修污染越来越严重,80%以上的新房装修后都会出现甲醛超标,健康是人们都会关心的问题,有太多因为室内甲醛超标导致的悲剧。...

  • 42019-10-20 11:01:22

    熊胆的功效与作用 熊胆有哪些好处

    熊胆的作用很多,但我想大家只是对它有所了解,却不知道它还有其他不为人知的地方,提到熊胆大家是不是就联想到了熊掌啊,熊啊等等。其实熊胆不但食用价值高...

  • 52019-10-20 11:01:22

    早上空腹吃苹果好处多 但这2类人绝对不适合

    说起苹果绝对无人不知无人不晓,它是最常见的水果之一。西方谚语说“一天一苹果,医生远离我”,有些医师甚至称它为“全科医生”,可见苹果的营养价值极高。另有俗语说“早上吃金苹果”,意思是说苹果最好早上吃...