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量子跃迁:障碍依然存在,但计算机革命即将来临

12
04月

  推销员汤姆即将上路,为期一个月的旅程,拜访客户和销售前景,他将前往美国50个地方。

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  汤姆需要用三个优先级来优化这次旅行。首先,他必须最大化每个客户的时间;其次,他必须在尽可能以最短的距离完成这次旅行;最后,他必须尽可能的降低做这件事的成本。

  这一经典的“旅行推销员问题”,已经延续了几十年,目前量子计算机可以在几秒钟内将它解决。

  路径优化是量子计算机的一个亮点,但它也在模拟化学化合物,发现DNA序列中的模式,优化金融组合和预测天气。量子计算机的使用也会比传统的自动驾驶汽车更安全有效,这项技术还可能会彻底改变保险业的风险分析。

  简而言之,问题越复杂,涉及的变量越多,量子计算的效果就越好。这也是该领域在35多年的时间里让科学家们一直在追求这个领域的原因。

  而今越来越多的证据表明,量子计算正接近现实。投资资本正在流入市场,一些量子计算机开发商正讨论最快在明年展示超级计算机级系统的原型。

  量子创业公司IonQ表示,上个月公司已经完成了2200万美元的融资,目标是在12个月内制造出通用的量子处理器。这是该领域的创业公司在今年第二次获得的大笔资金。今年3月,Rigetti电脑公司表示已经筹集了6400万美元,预计明年将展出一台机器,在某些任务中它将超越世界上最大的超级计算机。今年3月,IBM公司在其公共云上安装了量子处理器,并邀请研究人员对其进行实验。此前,D-Wave Systems公司宣布将一台巨大的量子计算机以1500万美元的价格卖给一位未透露姓名的客户。今年7月,一份报告称谷歌公司还计划通过云服务向研究人员提供其新的量子计算技术。

  

量子跃迁:障碍依然存在,但计算机革命即将来临

  就在三年前,专家们还在争论量子计算机是否还能建成,现在的共识是:这只是时间问题,而又不仅仅是时间问题。“对于连贯的、有能力的系统来说,主要的障碍已经解决了。”Rigetti工程主管Andrew Bestwick说,“现在面临的主要挑战是如何利用小型系统上的演示,并以高度可伸缩的形式实现它。”

  这也可能打开一个利润丰厚的新市场。目前它的规模很小,但增长速度很快。市场研究公司预计,到2022年量子计算机的年销售额将增长24%,达到将近25亿美元。市场研究媒体公司则更为乐观,预计2020年的年销售额将达到50亿美元。

  绝佳的时机

  摩尔定律已经推动了计算机行业50多年的发展,但它似乎终于失去了动力,量子计算机可以开启一个计算能力发展的新时代。

  这是我们迫切需要的。物联网有望使网络变得更加复杂,这样一来我们就需要全新的网络管理方法,这是一项非常适合量子技术的任务。此外,物联网数据的爆炸性增长,需要新的分析方法来进行分析这一切。而那些正在寻找新的效率和收入来寻求数字化转型的组织将会发现,量子科技打开了巨大的新机遇。

  这是否就意味着是时候在这些英特尔服务器上挂一个“出售”的标志了呢?还没有。在量子计算机发展前线的人们说,用户有望在未来几年内看到切实的利益,但那些能在几秒钟内破解256位加密代码的吹嘘机器,仍需10年或更久才能实现。D-Wave是目前唯一一家运输商业量子计算机的公司,专家们质疑它的技术是否真的是“真正的”量子计算机。IBM、谷歌和微软等大型企业都已建立了自己的计划,但市场四分五裂、群龙无首,围绕建筑细节仍在争论不休。

  但现在开始思考量子技术可以解决的问题还为时过早,诸如优化交通路线、绘制分子交互、优化股票市场组合和预测天气等指数复杂度的任务。这就需要理解量子计算的中位和量子位的不同之处。

  比特和量子位

  量子力学的原理还是会让一般人很困惑,以因此专家们倾向于用传统的计算方法来描述计算技术。

  主流的数字计算机是基于二进制算术的,其中数字被表示为1和0的组合。使用这些二进制数字或二进制数字进行计算的速度非常慢,但它有一个优势,无论在on或off状态下都可以很好地使用晶体管。当你在一个问题上抛出足够多的晶体管时,它们便可以以目眩的速度完成二进制运算。这就是二进制数字计算机的工作原理。

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  • 生产日期:2018年04月12日 08点15分
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