• <wbr id="a4kgy"></wbr>

        谷歌:量子霸權已實現!54量子比特200秒頂超算10000年!中國差距明顯:明年可推6比特量子計算機

        2019-10-24 13:05:35 來源:EETOP
        上個月,谷歌關于實現 “量子霸權” 文章在 NASA 網站上發布,但不久被悄悄刪除。不過還是引起了大家熱烈討論,當然大多數都在質疑。

        不過在北京時間10月23日晚,《自然》(Nature)雜志在官網上放出了重磅消息:一 個月前被NASA發表又火速撤下的谷歌“量子霸權”論文重新發表,稱其是量子領域中“Hello World”一樣的里程碑事件。
         

        谷歌首席執行官桑德爾·皮查伊(Sundar Pichai)也發表文章,宣稱其量子計算器已經實現了“量子霸權”(quantum supremacy),說谷歌一共花費了13年的時間來達成這一突破。
         

        與此同時,谷歌AI量子團隊也發布了一條視頻,講述其如何實現了“量子霸權(Quantum Supremacy)”。
         


        “量子霸權”是什么?
         

        “量子霸權”這一概念是2011年,美國理論物理學家約翰·普瑞斯基爾(John Preskill)提出。這里的“霸權”并非我們平時理解的“霸權主義”,量子霸權是一個專有名詞,意思是在處理同一個問題時,量子計算擁有了超越所有古典(非量子)計算機的能力,實現量子計算機特有優勢。在物理實驗領域,由于迄今沒有任何一臺量子裝置在實際的測試中驗證這一能力,因此,誰能證明這種能力,就代表了實現“量子霸權”。
         

        “量子霸權”的實現之所以重要,是因為這就代表量子計算能力從理論變成了實際,隨之而來的就是新的計算能力的飛躍。
         

        一般觀點認為,量子計算機至少需要49個“量子比特”才能達成“霸權”目標。量子比特(Qubit)與傳統計算機的比特(bit)具有截然不同的特性,傳統計算器只能在一個比特中表達“1”或者“0”,但由于量子效應,量子字節的位置、方向、動量等數值無法得到明確定義,因此能夠同時表示“1”和“0”組成的疊加(superposition)狀態。根據谷歌CEO皮查伊文章,所以如果你有2個量子比特,就會同時有四種可能狀態,這種計算狀態會呈“指數級”增長。
         

        谷歌的“量子霸權”
         

        在公布論文前,谷歌已經憑借著龐大的量子計算機規模在競爭中處于領先地位。2018年,谷歌展示了73量子比特計算機,該計算器明顯強于位列第二的競爭對手IBM在今年9月18日公布的53量子比特研究成果。
         

        谷歌在《自然》的論文中表示,這次“量子霸權”實驗中,谷歌使用了規模較小的54比特Sycamore計算機。該計算機能夠在200秒內完成世界上最強大的超級計算機花費10000年所需的隨機數計算量,這讓目前所有傳統計算機相形見絀。
         

        谷歌的量子芯片
         

        谷歌在論文中表示,自己已經開發出了一款54量子比特數的量子芯片,名為Sycamore,由鋁、銦、硅晶片和超導體(約瑟夫森結)等材料組成,每個量子比特和臨近的4個量子比特耦合。
         

        不過,實際上執行運算的只有53個量子比特和86個耦合器,剩下的1個量子比特無法正常工作。
         

        圖 | 谷歌Sycamore量子芯片(來源:谷歌)
         

        通過一系列實驗和計算,谷歌研究人員開發了一套高保真度的糾錯流程,進而對芯片展開測試,最終得出結論,同樣是對一個量子電路產生的隨機數字采樣100萬次,Sycamore芯片支持的量子計算機只需要200秒,同時維持很低的誤差率,而世界最強超算Summit需要1萬年。
         

        IBM強烈質疑
         

        早在2019年9月20日,谷歌曾向美國航空航天總署(NASA)提交了一份報告,稱其研發的量子計算機成功在200秒時間內,完成現存最先進的傳統超級計算機Summit需1萬年時間處理的問題,全球首次實現量子霸權。
         

        不過該報告后續引發了較多爭議,最終并未獲學界認可。
         

        而美國另一科技巨頭IBM在9月谷歌聲稱“實現量子霸權”時就提出了質疑。IBM在論文中批評,谷歌稱自己實現“量子霸權”的說法具有誤導性。
         


        由于谷歌的論文提前遭到泄露,IBM在21日發表博客,表示谷歌聲稱的“量子霸權”存在巨大缺陷。
         

        “我們已有足夠的證據表明’量子霸權’一詞被廣泛誤讀且造成越來越多的困惑,我們建議大家不要再使用這個詞,且希望社區盡早放棄繼續使用這個詞。”IBM博客中寫道。
         

        IBM研究人員稱,量子計算機并不是傳統計算機的“霸權”,因為實驗室所做的實驗旨在實施一種非常具體的量子采樣程序,而沒有實際應用。
         

        其博客指出,谷歌在估算經典超算需要10000年來計算的估算上出了問題,而IBM的方法可以讓超算在2.5天內以更高的保真度完成相同計算任務。這還是”保守的、最壞情況的估計“,其他研究能進一步減少時間。
         

        而谷歌10000年的估算,是基于一個錯誤的假設,即在經典計算機中運行問題的量子模擬所需要的RAM會非常高。谷歌用時間來彌補空間的不足,才估計出10000年的時間。
         

        盡管IBM想要淡化谷歌的成就,不過科學研究界人士對此表示歡迎,《紐約時報》稱科學家將此成果與萊特兄弟1903年的首次飛機飛行相提并論。
         

        據介紹,此次“量子霸權”計算研究者隨后還會參與研究成果的討論。
         

        中國量子計算現狀
         

        相比國外,中國量子計算機的發展還是有一定的差距,據合肥本源量子計算科技有限責任公司創始人郭國平介紹,爭取在2020年底推出中國首個量子計算機,它將包含6個量子芯片,隨時隨地可以網絡訪問。

        1. EETOP 官方微信

        2. 創芯大講堂 在線教育

        3. 創芯老字號 半導體快訊

        相關文章

        全部評論

        • 最新資訊
        • 最熱資訊
        @2003-2022 EETOP

        京ICP備10050787號   京公網安備:11010502037710

        99国内精品久久久久久久
      1. <wbr id="a4kgy"></wbr>