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谷歌或于明年公布全球最强大量子计算机

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2017-10-12
  北京时间9月2日早间消息,谷歌的研究人员或许将在明年底之前公布一款性能强大的量子计算机。
  谷歌目前对于这一技术的发布时间守口如瓶。不过《新科学家》报道称,这一领域的许多研究人员都表示,谷歌团队距离项目的最终完成已经不远。这或许将是全球最强大的量子计算设备。《麻省理工科技评论》去年访问了谷歌的硬件实验室,对谷歌的量子计算机项目进行了介绍。谷歌正努力开发性能远胜传统计算机的量子计算机,这已不是秘密。谷歌对D-Wave量子计算机进行了测试,并于2014年招聘了知名物理学家约翰•玛提尼斯(John Martinis),开发自主的量子芯片。近期,谷歌团队发表的研究成果表明,高性能量子计算机的开发难度可能比之前预期中要小。了解谷歌研究进展的多名科学家表示,在某些计算方面,包含50个量子位的量子芯片已经比传统超级计算机更强大。这样的量子计算机最快将在2017年之前完成。
  对所谓“量子霸权”的演示将标志着计算技术历史的转折点。很可能第一代设备不会有太大的实用意义,但毫无疑问这将推动量子计算机开发的投资,最终使计算性能远胜过当前的超级计算机。
 
量子计算机:
  普通的数字计算机在0和1的二进制12bet手机版上运行,称为“比特”(bit)。但量子计算机要远远更为强大。它们可以在量子比特(qubit)上运算,可以计算0和1之间的数值。假想一个放置在磁场中的原子,它像陀螺一样旋转,于是它的旋转轴可以不是向上指就是向下指。常识告诉我们:原子的旋转可能向上也可能向下,但不可能同时都进行。但在量子的奇异世界中,原子被描述为两种状态的总和,一个向上转的原子和一个向下转的原子的总和。在量子的奇妙世界中,每一种物体都被使用所有不可思议状态的总和来描述。
  想象一串原子排列在一个磁场中,以相同的方式旋转。如果一束激光照射在这串原子上方,激光束会跃下这组原子,迅速翻转一些原子的旋转轴。通过测量进入的和离开的激光束的差异,我们已经完成了一次复杂的量子“计算”,涉及了许多自旋的快速移动。从数学抽象上看,量子计算机执行以集合为基本运算单元的计算,普通计算机执行以元素为基本运算单元的计算(如果集合中只有一个元素,量子计算与经典计算没有区别)。以函数y=f(x),x∈A为例。量子计算的输入参数是定义域A,一步到位得到输出值域B,即B=f(A);经典计算的输入参数是x,得到输出值y,要多次计算才能得到值域B,即y=f(x),x∈A,y∈B。量子计算机有一个待解决的问题,即输出值域B只能随机取出一个有效值y。虽然通过将不希望的输出导向空集的方法,已使输出集B中的元素远少于输入集A中的元素,但当需要取出全部有效值时仍需要多次计算。

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