可商用量子计算机问世 短期内仍难解决现实问题

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  量子计算机,已成为引发激烈角逐的科技前沿。有以后,相关竞争有愈演愈烈之势。

  最近引发强烈关注的,是两大科技巨头在此领域的进展:IBM于上月否认,将于今年10月中旬正式发布拥有5五个量子比特的可商用量子计算机;以后,谷歌研发团队在一篇论文中透露,已首次实现量子霸权。

  与经典计算机大不相同

  据外媒报道,IBM即将发布的5五个量子比特的量子计算机,将通过云端向客户开放。

  这人 量子计算机系统将成为IBM处于美国纽约州的新量子计算中心的一偏离 。该中心拥有5台20个量子比特的量子计算机,并计划于10月增加至14台。IBM承诺,将对外开放95%的量子计算机的服务。

  上世纪90年代,全都研发量子计算机的科学家,被认为是在“骗人”。如今,量子计算机已成为炙手可热的前沿科技领域,它的发展前景也被众多科技公司看好。

  真难 ,到底那先 是量子计算机?

  “量子计算机从底层到运算模式都与经典计算机全版不同。”中国科学院物理研究所研究员、固态量子信息与计算实验室主任范桁介绍道,量子计算机遵循量子力学原理,以量子比特为基本量子信息单元,以量子纠缠、相干叠加为特色,以外理实用和科学大问题为目标。

  举个简单的例子,经典计算机的最基本单元是由0和1组成的比特,量子比特则既需用是0,也需用是1,所含的信息量更大。

  “量子计算实现的必要条件包括可扩展、可初始化、长相干等等。”范桁说,其中可扩展性即增加量子比特数目,可实现大规模量子计算;而长相干时间即量子态保持量子相干,能用于逻辑运算。

  从用途来看,量子计算机又需用划分为专用和通用两种生活类型。专用计算机需用外理特定的大问题,但不适用于外理所有大问题;通用量子计算机能外理的大问题则更多。

  在量子计算机的相关竞争中,量子霸权有点儿受到关注。

  为什么我么我么才算实现了量子霸权?业界通常认为,量子霸权是指量子计算机可能性在某个大问题上的计算能力超过最强大的传统计算机,就实现了相对传统计算机的“霸权”。业界认为,如能有效操纵500个左右的量子比特,就能实现量子霸权。

  据外媒报道,谷歌用来实现量子霸权的量子计算机就拥有5五个量子比特。

  介于需用外理现实大问题边缘

  总体而言,现在量子计算机的发展处于那先 水平?

  “500个左右量子比特的量子计算机,介于可不还能否外理现实大问题和只有外理现实大问题的边缘。”中国科学技术大学中科院量子信息重点实验室韩正甫教授在接受科技日报记者采访时回答道,短时间内,让现有量子计算机去外理现实大问题虽有难度,但不须可能性性。

  在韩正甫看来,量子计算机的未来发展趋势是非常明确的:首真难把量子计算机架构出来;接下来是增加量子比特数量,提高量子比特质量;以后,量子计算机相关应用软件也将成为核心竞争点。

  “量子计算机的研发工作目前面临多个核心大问题。”韩正甫说。

  那先 大问题一方面涉及保真度,即量子计算机在计算时产生的误差可能性有多大。误差越大,保真度就越小。可能性保真度小到一定程度,计算结果就会不可信,量子计算机也就被抛弃了处于的意义。全都需用保证保真度达到一定水平。

  一点人面是量子相干性的保持。可能性量子计算机在计算过程中,需用保持所有量子比特是互相纠缠的,但外部环境干扰会消磨量子的相干性。有以后,需用寻找土办法让量子相干性保持时间更长一点,从而在量子相干性消失以后,将计算任务执行完。

  “目前量子计算机的算法比较少,这或会影响未来量子计算机的应用前景。”范桁指出。

  不过韩正甫却给出不同观点。他认为,目前量子计算机领域主要有两类算法,可能性量子计算机可不还能否成立语句,这两类算法的应用面可能性比较广,并足够让大伙外理全都大问题。

  “当然,可能性有更多新算法,就需用外理更多大问题,那将更好。” 韩正甫说。

  对于量子计算机到底会用那先 材料来做,范桁介绍,科研人员仍在不断尝试,目前有多种可能性,比如用超导材料、光子材料、原子材料等。无论采用哪种材料,核心原则是适于量子计算机的运行规律。

  盲人摸象般探索前行

  韩正甫把量子计算机的研发比作“盲人摸象”。

  “研发量子计算机就要花费 ,把现在的经典计算机从头做起,整个再做一遍,材料、硬件、软件、算法等所有环节后要 重新考虑。”韩正甫解释道,与此一并,真难 任何案例需用借鉴,谁也别问我怎样做可不还能否成功,全都各个研发团队只有探索着往前走。

  更不须说,研发过程中后要受到量子性质的种种限制,以及各种现实研发条件的限制。

  尽管真难 ,量子计算机诱人的应用前景,仍令人垂涎。

  “未来,量子计算机在人工智能、大数据外理、信息搜索、生物制药、物流优化等领域需用发挥重要作用。”范桁说,以生物制药领域为例,量子计算机能更好地模拟生物反应所涉及的量子过程。

  多位业内人士告诉科技日报记者,目前国外的谷歌、IBM、Deep-Wave等公司正在大力研发量子计算机,国内的阿里巴巴、腾讯、华为等企业也成立了量子计算机的研发团队。

  从国家层面来看,量子信息技术也受到前所未有的重视。

  2018年,美国国会通过了“国家量子倡议法案”。土办法该法案,美国将实施国家量子倡议项目,目标是在未来10年加速发展量子信息科学及其技术应用。该法案规定,美国总统需用成立国家量子倡议咨询委员会,以掌握国家量子倡议项目以及量子信息科学技术领域的进展。

  欧盟委员会则在2018年否认了“量子旗舰计划”,预计今后10年在量子研发领域投入10亿欧元。该计划的目标之一是巩固和扩大欧洲在量子技术研发领域的领先地位。

  中国也对量子通信和量子计算机的技术研发十分重视。其中量子通信和量子计算机已被列入“科技创新20500—重大项目”。据相关报道,量子信息科学国家实验室的建设工作也正在推进。

  “可能性今后500年是量子计算机的时代,而在量子计算机领域真难 相关核心技术语句,肯定可能性受制于人,有以后这人 领域的竞争是谁也输不起的。”范桁说。

  记者 刘园园