量子计算何时才能使出“洪荒之力”?

2018-06-07 20:38:46编辑:李强 关键字:量子计算

  摘要: 量子计算能够带来“速度革命”,节约人类最宝贵的时间,在争夺量子霸权的路上,量子计算已经引得谷歌、英特尔x、IBM等科技巨头竟“折腰”,成为世界大国之间抢夺的战略重地。下面就随网络通信小编一起来了解一下相关内容吧。

  那么什么是量子计算,下面由赛智产业研究院研究员来为大家掀开神秘面纱。量子计算是一种遵循量子力学规律调控量子信息单元来进行计算的新型计算模式。其最小信息单元为量子比特,不同于经典比特,量子比特可以同时处于“0”和“1”两种状态的叠加,来对数据进行超速运算。对于其“神算”的能力,有人曾说过量子计算可以一秒破译全世界所有密码,虽然目前还没有显示其规模化应用后的威力,但科学的发展不容悲观,前进是必然的趋势。

  一、量子计算由概念到算法

  70年代,IBM的科学家R.Landauer及C.Bennet最早提出量子计算概念。80年代初期,阿岗国家实验室的P.Benioff最先提出二能阶的量子系统可以用来仿真数字计算;1981年费曼在麻省理工学院演讲时,也勾勒出以量子现象实现计算的愿景。到了1985年,牛津大学的D.Deutsch提出量子图灵机的概念,使得量子计算开始具备数学模型。然而这时的量子计算研究还局限于十分抽象的物理计算本质,并没有进入算法的阶段。

  科学家们对量子科学的探索热情始终不减,20世纪90年代中期,量子算法取得重大突破,1994年Shor提出了分解大数质因子的Shor算法,1996年Grover提出了量子搜索算法。量子算法的重大突破引发了量子计算在国际上的研究热。2009年以后,多个重要的新量子算法相继问世,包括求解线性方程组的量子算法,稀疏体系的酉算符线性叠加算法,封闭量子体系的新量子模拟算法等,量子算法体系渐增,逐渐走向成熟。

  二、我国量子计算研究领域硕果累累

  中国科大陆朝阳教授在第四届世界互联网大会中发言:我国科学技术大学潘建伟团队在光量子纠缠和量子计算领域一直保持国际领先地位。2017年5月,我国发布了世界上首台超越早期经典计算机的光量子计算机。针对“玻色采样”问题,该原型机的处理速度比目前国际所有实验速度快至少24000倍,同时也第一次超过了人类历史上第一台电子管计算机和第一台晶体管计算机。2017年年底,将上线高精度十超导量子比特的云计算平台,公众可以在线体验量子计算。最近,我们已经实现了18个光量子比特的超纠缠,进一步刷新了该领域的世界纪录。未来的突破指日可待。

  2017年10月11日,量子计算云平台“中国版”正式启动,量子计算的商业化落地近在咫尺,相关负责人表示,云平台“中国版”启动,开启量子计算产业化落地,第二次量子信息革命正在加速到来。2018年2月25日,中国科学院量子信息与量子科技创新研究院与阿里云宣布:在超导量子计算方向发布了11比特的云接入超导量子计算服务,这是全球第二家向公众提供10比特以上量子计算机云服务的系统。

  2018年4月20日,清华大学交叉信息研究院段路明教授研究组在《科学》期刊子刊《科学·进展》上发表的论文声明,首次研究实现了25个量子接口之间的量子纠缠,是先前加州理工学院研究组保持的4个量子接口世界纪录的6倍多。

  我国量子计算研究成就不凡,研究人员在技术攻关之路上披荆斩棘,不断的为后续规模化应用积累成果。

  三、量子计算的商业化进程

  加拿大量子计算公司D-Wave于2011年5月11日正式发布了全球第一款商用型量子计算机“D-WaveOne”。卖给谷歌的量子计算机速度据称比普通计算机快3.55万倍。2017年1月,D-Wave公司又推出了D-Wave2000Q,声称该系统由2000个量子比特构成。然而大多数从事基础量子计算研究的实验室,所研究的系统涉及的量子比特数目尚未达到上百个,2000个量子比特意味着,量子计算机已经具有解决实际问题所具备的相当的规模,具备商业化应用的基础条件。相较之下,我国虽量子计算理论研究领先,量子通信的阶段性成果显著,但建成量子计算机却任重道远。

  由于量子计算算法复杂且人才稀缺,因此早期进入量子计算市场展开布局的公司,会提高行业壁垒,从而易在垄断中获取巨大利润,同样早期采用量子计算的公司也将在其竞争对手中脱颖而出。优秀的量子计算公司应该是采用轻资产的商业模式,并注重和外界建立战略合作关系。技术上将简单任务交给传统计算,必要时调用量子计算,充分发挥所掌握的全部计算能力。赛制时代分析师认为,量子计算新技术有望在2018年开启突破之路,可以预见的是,未来量子计算一旦进入商用化阶段,市场空间将急速膨胀。


  有人认为量子计算虽对科学理论研究具有巨大的推动作用,但其商业价值不比科研价值。而赛智时代分析师认为科学作为第一生产力,量子科学的落地必将极大地加速商业的发展。并且我国量子计算的发展离不开以国家实验室为核心的学界和业界的紧密配合与良性互动。

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