里程碑!谷歌的“量子至上”標誌著一個嶄新的計算機時代已經到來

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“從很多方面來說,建造量子計算機都是我們對周圍世界尚不瞭解的所有內容中的一課”。

長期以來,研究人員一直認為,量子計算將有一天提供一種功能強大得多的體系結構,但是在克服基礎科學帶來的挑戰後,此類設備可以執行可以由現有系統輕鬆完成的補救任務直到現在。

但是到了今天,人類已實現了“量子至上”。這是一個行業術語,從最基本的角度講,該團隊設法在量子計算機上執行某些操作,而這可能是傳統計算系統無法實現的。

Google首席執行官Sundar Pichai在博客中寫道:“從很多方面來說,建造量子計算機都是我們對周圍世界尚不瞭解的所有內容中的一課。” “雖然宇宙從根本上在量子水平上運行,但人類卻沒有那樣的體驗。實際上,許多量子力學原理直接與我們對自然界的表面水平觀察相矛盾。然而,量子力學的性質在計算方面擁有巨大的潛力。”

人們為技術行業似乎沒有發生根本性的創新而感嘆的人應該將這一突破視為相反的證據。

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“誰先突破量子至上即意味著掌握了量子霸權”

當前,典型的計算機使用“位”可以處於以下兩種狀態之一:打開或關閉,零或一。這些“位”在晶體管控制的電路中傳播。幾十年來,該體系結構大致遵循了摩爾定律,從而改變了世界。該定律預計,計算能力每18-24個月將增加一倍。

但是研究人員也越來越擔心計算機已經達到了摩爾定律的物理極限。這將嚴重限制自動駕駛汽車和個性化醫療等領域的進步,這些領域將需要更大的計算能力,以發揮其潛力並管理所需的海量數據。

希望這將是量子計算機將消除這些障礙的地方。諸如Google所創建的量子計算機之類的量子計算機通過操縱原子並將其置於“量子狀態”來在量子級工作。這意味著這些系統可以同時存在於多個狀態中,從而比當前的二進制狀態具有更高的計算複雜性。

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“你好!新世界”

這些“量子位”最終將能夠執行無限複雜的任務。這包括諸如創建優化每個自動駕駛車輛的路線的城市路線系統之類的方案。使用量子計算機更精確地對分子或整個大腦建模的能力可以改變醫學和材料科學。

問題(而且是一個很大的問題)是量子位僅短暫存在。幾十年來,研究人員一直在嘗試延長壽命,同時還試圖找到使更多量子比特協同工作的方法,這種現象被稱為“量子糾纏”。

在宣佈實現量子至上時,皮查伊將其描述為“你好!新世界”時刻:

“為了證明其至高無上的優勢,我們的量子機器僅用200秒就成功完成了一次測試計算,而這要用數千年來最強大的超級計算機中最著名的算法來完成。僅由於對量子位的控制質量,我們才能實現這些巨大的速度。量子計算機容易出錯,但是我們的實驗表明,能夠以足夠少的錯誤進行計算,並且具有足夠大的規模以勝過傳統計算機。”

而特朗普政府通過白宮發佈的新聞稿對這一突破錶示讚賞。去年,特朗普總統簽署了《國家量子計劃法案》,該法案承諾在5年內為量子研究投入12億美元。

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“美國在量子計算上取得了巨大的飛躍,”

“美國在量子計算上取得了巨大的飛躍,”美國首席技術官Michael Kratsios說。“這個至關重要的里程碑驗證了量子計算的至高無上,表明了美國無與倫比的創新生態系統正在發揮作用。我們將繼續擁抱強大的公共和私人合作伙伴關係,這些合作伙伴關係會帶來令人難以置信的創新,並使美國成為世界技術領導者。”

當前,許多大公司正在來嘗試探索量子計算。此外,包括在內的許多創業公司,它們一直在競相開發自己的商業量子系統。

量子計算最終將引發其自身的倫理問題,包括使當前密碼學無用的能力。但是目前,谷歌為未來打開了一扇門,這可能使過去50年的計算機成就相形見拙,並將其遠遠的拋在身後。

中國,你做好準備迎戰了嗎?


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