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薛定諤的貓發威:量子計算機和量子軟件成高科技新增長點
來源:互聯網  (轉載協議)   發布日期:2019-06-15 20:03   瀏覽:9085專欄投稿 值班編輯:QQ281688302

近日,微軟聯合谷歌推出在線付費課程,教授編寫簡單的量子算法和代碼。這是繼兩年前微軟推出量子開發套件在量子計算領域的再發力,不難看出微軟的野心:建立量子操作系統和量子軟件標準,搶占和收割全球用戶。 量子力學大家可能都聽說過,比如薛定諤的貓,只
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近日,微軟聯合谷歌推出在線付費課程,教授編寫簡單的量子算法和代碼。這是繼兩年前微軟推出量子開發套件在量子計算領域的再發力,不難看出微軟的野心:建立量子操作系統和量子軟件標準,搶占和收割全球用戶。

量子力學大家可能都聽說過,比如薛定諤的貓,只有打開盒子才知道貓是死是活,而量子計算機不同于經典計算機之處就是同時包含0跟1。我們都知道現在的計算機是二進制0和1,而量子計算機它的存儲數據的對象是量子比特、是使用量子邏輯和算法來進行操作的,可以實現疊加態,同時包含0跟1。

(來源:betterexplained)

量子計算機有一個最大的優點快,現在我們有超級計算機,但是如果跟量子計算機比,就好像200年前的古人計算圓周率跟我們現在用超級計算機計算差不多。

普通計算機存儲對象是比特,假如有N個物理比特那只能存儲2^N的其中一個,如果是量子存儲器,同時就可以存儲2^N,隨著N的增加,存儲能力也將是指數級增加,一個250量子比特的存儲器可存儲2^250,這要比宇宙中全部原子數目還多。

假裝看懂

(來源:qoqms)

這就意味著速度也是2^N,足夠快,量變就會發生質變,量子計算將顛覆很多行業,電信和網絡安全到先進制造、金融醫藥等,無窮無盡的數據需要超級計算機幾百年才能算出來,而量子計算機只需要幾秒、幾分鐘。

TED演講:10分鐘搞懂量子計算

量子計算是一場革命,有人可能認為離我們的生活太遙遠了,這些東西到底有什么用?

量子計算機目前的主流聲音是應用在分子材料解析、基因組研究、人工智能……等幾個足以讓行業顛覆的方面。

在網絡安全方面更不用說,通過量子加密技術可以讓數據免受黑客攻擊,普通的密碼在量子計算機上根本無所遁形;

如果用于金融分析,上千上萬的資產具有相互關聯性,如金融行業內的蒙特卡洛模擬是一種對風險的概率模擬,傳統計算機只能運行一個投資組合,而量子計算機可以同時執行這些操作;

在化學方面,分子的解析和重組將會讓以前的許多不可能變成可能,如植物根部的固氮酶分子就超出我們超級計算機的模擬能力,但是量子計算機可以做到。

還有火熱的人工智能,量子機器可以深度學習,如可以讓人形機器人在不可預知的情況下做出最優決策,人工智能變得更加有“智”慧。

其實時間如果追溯到人類第一臺電子計算機埃尼阿克之前,當時的人無非是覺得算的快了點,效率高了點,用這個計算機的計算速度能頂普通人五六天的計算速度,當時肯定也有人說這將是一場革命,可是對于普羅大眾來說無非就是一個茶余飯后的談資,我們總是被時代拖著前進。

距離量子計算機進入商用世界還有多遠?還遠得很!

量子計算機可能比較晦澀難懂,不如正在流行的5G革命,但是5G與這種能夠改變人類命運未來的科技相比就遜色了不是一分半點。現在提及量子技術都說是量子霸權,這是各國政府和世界高科技公司都在努力的方向。

雖然IBM公司今年宣稱并展示了世界首臺商用量子計算一體機,但是聽聽就好了,個頭數十平米、算力甚至比不上經典計算機,價格還賊貴,這個第一也是有爭議的,因為“劍走偏鋒”的D-Wave公司2011年就推出了可售賣的量子計算一體機。

IBM公司首次推出Q System One量子計算機系統

(來源:interestingengineering)

全球頂級科技公司在數年前就已經在量子領域布局了,因為谷歌提出:50量子比特計算機可以展現出量子霸權,所以50量子比特成為一個標志性的數字,不過2017年IBM公司就搞了一臺20量子比特計算機還聲稱成功測試了一個50量子比特的電路,谷歌自己2018年還弄了一個72量子比特的芯片,至于這個量子比特的有效性是怎么界定的?咱也不敢問,咱也不敢說。

谷歌、微軟、IBM等公司喊得特別響,甚至有公司說要在2019年底搞出128量子比特,反正吹牛不上稅還能拉升自己的股票,何樂而不為呢?

D-Wave公司的量子計算系統,這家公司比較有爭議

(來源:D-Wave)

而谷歌和微軟這種公司為什么愿意開放量子計算設備呢?江山代有才人出,加大出現足以領導量子變革人才的概率,建立一個量子計算機開發者的社群,這樣一股力量將會有很強的創新和解決問題的能力。

這個行業的專家們認為,到2030年量子計算機就會超過傳統計算機,還總結出來跟“摩爾定律”類似的“羅斯定律”,意味著量子計算機的發展速度已經非常快了。

你們肯定想知道,我國的在量子領域的水平如何?量子通信領域的研究成果現居世界領先地位,量子計算方面也屬于前沿批次。尤其是2017年的時候我國研究團隊同時實現了10個光子比特和10個超導量子比特的糾纏,刷新了世界紀錄。

紀錄片《創新中國》之量子計算機

量子時代雖然還處于萌芽階段,但毫無疑問,終究會到來,現在是重新洗牌的過程,微軟和英特爾聯手通過芯片和操作系統主導全球信息產業已達30多年,如今在量子領域跑馬圈地再想稱霸,送他們一個字:“get out”!

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