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當(dāng)量子計算遇上人工智能 3月29日，微軟研究人員宣布其量子計算取得重大突破，他們發(fā)現(xiàn)天使粒子——馬約拉納費米子存在的有力證據(jù)：在特殊制備的導(dǎo)線中，將電子分為兩半。如果微軟希望建造一臺能工作的量子計算機，這將是至關(guān)重要的。日前，谷歌推出72個量子比特的通用量子計算機Bristlecone時，宣稱已擁有“量子霸權(quán)”；同日，百度宣布在五年時間里組建世界一流的量子計算研究所，并將把量子計算逐漸融入到業(yè)務(wù)中，自此，阿里巴巴、騰訊、百度全部入局量子計算。 圍繞量子計算 科技巨頭將有“十年競賽” 曾經(jīng)，量子物理學(xué)和人工智能(主要指神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù))這兩門學(xué)科被看作“油和水一樣無法結(jié)合”。如今，人工智能已被學(xué)術(shù)界和科技巨頭視為量子計算的重要著力點。 量子計算有很多引人瘋狂之處，簡單說，它將使人類的計算能力、處理大數(shù)據(jù)的能力，得以成千上萬乃至破億次的提升。 這是什么概念？業(yè)界常用一個例子回答這個問題：“用當(dāng)前最大、最好的超級計算機破解一個常用的RSA密碼系統(tǒng)，需要60萬年，但用一個有相當(dāng)儲存能力的量子計算機，只需不到3個小時。” 微軟亞洲研究院資深研究員陳衛(wèi)說：“最快的計算機要算百萬年、千萬年的東西，可能量子計算機幾秒鐘、幾分鐘就能算完。”這讓傳統(tǒng)計算機在量子計算機面前弱到就像個算盤，也是追逐計算力提升至瘋魔的科技巨頭迷戀量子計算的原因之一。 雖然路徑不同，但科技巨頭都在努力開發(fā)擁有足夠高精確度的有效量子位(量子計算的構(gòu)建塊)，以便真正可行的量子計算機能夠面世。 英特爾正在研究多種量子位類型，其中包括在很多方面都與傳統(tǒng)晶體管非常接近的自旋量子位，這使量子計算機有可能通過傳統(tǒng)計算機相近的制程來制造。英特爾公司副總裁兼英特爾研究院院長邁克爾·梅伯里說：“我們的量子研究已發(fā)展到基于領(lǐng)先的制程工藝。” 微軟投入量子計算研究已超過12年，雖然他們很少透露研究進(jìn)展，但拓?fù)淞孔游坏难芯渴潜容^明確的信息。微軟研究人員認(rèn)為，與其他量子系統(tǒng)相比，拓?fù)淞孔佑嬎阆到y(tǒng)能用更少的量子位執(zhí)行比常規(guī)計算機大幾個數(shù)量級的運算。并且，拓?fù)淞孔游坏募m錯過程直接建立在量子位的物理機制中，這使得規(guī)模擴展和提供可靠結(jié)果變得更加容易。 從去年11月IBM發(fā)布50量子比特的量子計算云平臺，到現(xiàn)在谷歌又將能力提升到72量子比特，電子計算機飛躍到量子計算機似乎已指日可待。 但是，與當(dāng)前流行的“五年預(yù)測”不同，邁克爾·梅伯里表示，我們還處于“玩具系統(tǒng)”時代。在真正可行的技術(shù)出現(xiàn)之前，大型科技公司之間將有一場“十年的競賽”。 當(dāng)前最大挑戰(zhàn) 如何讓量子位統(tǒng)一、穩(wěn)定 盡管取得了很多實驗性的成果與推論，但大家都心知肚明，構(gòu)建能夠保證精準(zhǔn)輸出的、可行的、大規(guī)模的量子系統(tǒng)仍然存在很多挑戰(zhàn)，若要量子計算真正發(fā)揮巨大潛力，還要克服許多基礎(chǔ)性的難題。 雖然量子計算未來或能攻克傳統(tǒng)計算機的無解難題，但如何讓量子位統(tǒng)一和穩(wěn)定是當(dāng)前最大的挑戰(zhàn)。 量子位“脆弱而挑剔”，任何噪聲、甚至無意的觀測都會導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失，它們需要在非常低的溫度下儲存，否則可能會受到干擾和破壞。 |
