量子計算機的實用化進程,已經發展到了哪個階段?

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據彭博報道:近年來,量子計算的概念一直被行業熱炒,但其距離實用化依然很遙遠。好消息是,以 Rigetti Computing 為代表的初創企業,正朝著這個目標努力前行。

在量子計算領域,Rigetti Computing 的名氣和資金都相當充裕。

【位於加州福利蒙特市的 Rigetti Computing 實驗室,圖自 RIgetti / 下同】

不過當前,Rigetti 面臨的挑戰是 —— 它能否用傳統機器無法解決的量子計算機,來解決單一的問題?

即便這只是意味著以超算更快、或更低成本地回答問題,加州伯克利辦事處的物理學家和數學家團隊,也會感到極其高興的。

遺憾的是,目前我們尚未迎來這樣的運氣。現狀不僅困擾著 Regetti,還有 IBM、谷歌等在該領域有著更加強大的技術實力的科技巨頭。

IBM 和谷歌都表示他們已經實現了‘量子優勢’,該術語特指 —— 量子計算機能夠比傳統計算機更加有效地做某事 —— 的理論時刻。

作為一個行業“奇點”的突破性時刻,普通人對它的概念依然很是困惑。

【公司創始人 Chad Rigetti】

不過公司同名創始人 Chad Rigetti 表示:“當前我們關注的是追求量子優勢。量子技術沒有確鑿的證據,即便實現,其效用也不會很微妙”。

Rigetti 將自己成年後的大量時間,都花在了一個尚未實現的計算理論上。他耗費七年時間獲得了博士學位。

2009 年, 在 Rigetti 於耶魯大學攻讀應用物理專業期間,他曾短暫地參加過 IBM 量子計算小組的研究工作。

2013 年,當時才 34 歲的他創立了 Rigetti Computing 。

在創業初期,Rigetti & Co. 走過了漫長的道路,聘請了美國宇航局、雷聲公司、伯克利大學、斯坦福大學、及其母校的前頂尖研究人員。

【搭載 Rigetti 量子芯片的一塊“puck”裝置】

Rigetti 打造了自己的量子計算機,但研發預算並不像其它企業那樣“動輒數十億美元”,而是隻有區區 1.19 億美元(其中 5000 萬美元還是來自去年年底前未報告的風投協議)。

為防止大家對其期望過高,Rigetti 一直保持著沉默。而彭博資訊旗下的 Bloomberg Beta 風投部門,就是 Rigetti 的投資者之一。

最新消息是,Rigetti 已經開發出了一款性能達到 6 倍以上的量子微芯片,比谷歌的 72-qubit(量子比特)計算機還要強大。

Rigetti 希望在未來 12 個月內構建一臺功能強大的 128-位量子比特計算機。如果成功,它有望超越傳統的超級計算機。

Rigetti 表示,公司在不同方面取得了非常快速、甚至指數級的進步,一切都在向著超新星時刻邁進。

【總裝後的 Rigetti 量子計算機,其被保持在一個接近“絕對零度”的運行環境】

需要冷靜的是,與二進制計算機相比,量子計算機更容易出錯。因為量子計算機並非使用電信號,而是依賴於光子在真實世界的機械行為(光子屬於微波能量的範疇)。

量子機器需要複雜的多層製冷工藝,以使量子芯片的溫度接近於‘絕對零度’ —— 即通過消除某些例子和其它潛在的干擾,再借助剩餘的光子來解決計算問題。

這套系統的真正神奇之處,在於光子如何變得“糾纏”,從而產生不同、但相關的結果。即便當前,科學家也也智能部分理解它為何會這樣運作。

達特茅斯學院物理學助理教授 James Whitfield 解釋到 —— 通常情況下,量子算法涉及的量子比特越多,它就越容易出錯。

簡而言之,IBM 打造的量子計算機在其氫分子模擬中的表現優於 Rigetti 的計算機,但後者的 128-qubit 機型有望改變這一點。


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