向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了
广告

量子计算一定比传统计算高一头?不见得……

时间:2018-11-22 作者:Gary Hilson 阅读:
在解决复杂的数学问题上,量子计算机一向被认为比传统计算机更具优势,但这些理论一直未被证实。如今,IBM研究科学家透过数学方式证实,量子计算在处理某些特定问题时确实比传统计算机更快…

 OrCEETC-电子工程专辑
在解决复杂的数学问题上,人们一向认为量子计算(quantum compuTIng)比传统计算机更强大——至少对于非专业人士来说确实如此。然而,碍于现有技术的限制,这些理论一直未能被证实。现在,IBM研究科学家透过数学方式证实,量子计算在“处理某些特定问题”时确实比传统计算机更快。OrCEETC-电子工程专辑

然而,关键就在于“特定”(certAIn)问题。IBM量子生态系统与策略副总裁Bob Sutor在与《EE Times》的电话采访中表示,透过数学证据具体证明了量子计算机与传统计算机在处理特定计算类型的差异。OrCEETC-电子工程专辑

“这项研究证实了量子计算机的速度更快——由于量子力学和量子计算的先天属性,你会想在量子计算机上处理的任务或行为是不同的。量子计算明显将会具有这方面的优势。”OrCEETC-电子工程专辑

Sutor说这项证据是一个极其重要的里程碑,因为它将成为建构量子计算机正式结构的基础——包括它们如何编码、建构以及围绕着算法做出的选择及其应用方式。不过,它也提供了有关何时是选择量子计算最佳使用时机或传统计算是否仍然足够等参考。OrCEETC-电子工程专辑

研究人员们在《科学》(Science)杂志的一篇文章——“量子的浅电路优势”(Quantum advantage with shallow circuits)中介绍这项数学证据。除了IBM Research的Sergey Bravyi,其他研究人员还包括加拿大滑铁卢大学(University of Waterloo)量子计算研究所的David Gosset、普林斯顿高等研究院(Institute for Advanced Study)的Robert König以及慕尼黑工业大学(Technische Universität München)的Zentrum Mathematik。OrCEETC-电子工程专辑

181025_GH_IBM_800-min.jpgOrCEETC-电子工程专辑

IBM科学家以数学方式证明,无论输入数量如何增加,在量子计算机上处理某些特定问题时只需要固定的电路深度即可,而传统计算机处理相同问题时则需要电路深度随着输入数增加而变大。OrCEETC-电子工程专辑

为了了解这项证据的重要性,更要紧的是知道量子计算中的基本计算单位是量子位(quantum bit; qubit),它和传统计算机位受限于0或1是不同的,因而能用于处理许多其他的数值。量子位的潜在计算能力每次都可经由纠缠倍增,而量子位结合施加于其上的操作,一并被称为电路。OrCEETC-电子工程专辑

量子位并非完美,因为其错误率较小,而且仅存在一段时间,之后将变得混乱。这即是所谓的同调时间(coherence time),意味着在达到时间限制之前只能执行哪些操作。所执行的操作数量即是深度,而且量子电路的总深度是每个量子位的所有深度中之最小值。透过数学还证明,当在量子计算机上处理时,某些特定问题只需要固定的电路深度,无论输入的数量如何增加,而经典计算机则要求电路深度必须随输入增加而变大,才能处理相同的问题。OrCEETC-电子工程专辑

这种有限的深度意味着IBM科学家最感兴趣的是短深度电路可以用来做什么。因为短深度电路对于实现量子算法相当实用,而且证明了量子计算比传统方法更具优势。数学证据显示,量子计算机在容错方面做的比传统计算机更好,但并不一定比所有的计算机更好。Sutor说:“有时我觉得这有点微妙。但这是一个非常重要的区别。”OrCEETC-电子工程专辑

他说,这项证据是第一个基本步骤,重要的是达到最后的期望——目前我们正处于量子计算的早期阶段。“实际上,我们拥有50个量子位的原型。那是我们现在拥有最大的原型。”OrCEETC-电子工程专辑

Sutor希望破除业界的一种迷思——“量子加密末日启示录”(quantum crypto apocalypse),因为这种迷思将会破坏网络上的加密——它其实需要1亿量子位。Sutor说:“到处都充满着奇迹!”OrCEETC-电子工程专辑

编译:Susan Hong, EET TaiwanOrCEETC-电子工程专辑

qrcode_EETCwechat_120.jpgOrCEETC-电子工程专辑

关注最前沿的电子设计资讯,请关注“电子工程专辑微信公众号”OrCEETC-电子工程专辑

本文为EET电子工程专辑 原创文章,禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Gary Hilson
EE Times特约编辑。Gary Hilson是一位自由撰稿人和编辑,曾为北美地区的印刷和电子出版物撰写过大量稿件。 他感兴趣的领域包括软件、企业级和网络技术、基础研究和教育市场,以及可持续交通系统和社会新闻。 他的文章发表于Network Computing,InformationWeek,Computing Canada,Computer Dealer News,Toronto Business Times,Strategy Magazine和Ottawa Citizen。
您可能感兴趣的文章
  • 将人工智能引入EDA行业已刻不容缓 2018年是Cadence增长非常强劲的一年,我们甚至上调了本财年的财务预期。中国市场一直是Cadence的战略重点,持续的技术创新以及与包括中国在内全球关键合作伙伴和客户的密切协作,是我们获此佳绩的基础。
  • 节点工艺命名藏猫腻,英特尔主动出击正视听 目前主流的CPU制程已经达到了14-32纳米(英特尔第五代i7处理器以及三星Exynos 7420处理器均采用最新的14nm制造工艺),更高的在研发制程甚至已经达到了7nm或更高。但,就是这几个在常人看来稀松平常的数字背后,却暗藏着一场激烈的“标准之争”。
  • 中国以20个超导量子比特的薛定谔猫纠缠刷新世界纪录 近日,国内数家单位组成的团队通力合作,开发出具有20个超导量子比特的量子芯片,并成功操控其实现全局纠缠。与世界上其他的超导量子芯片相比,该团队研发的芯片拥有一个显著特点,那就时所有比特之间都能够进行相互连接,这能够提升量子芯片的运行效率,也是能够率先实现20比特纠缠的重要原因之一。 这一进展8月9日发表于全球顶级学术期刊《Science》(科学)……
  • 光学技术进展为量子传感器和计算铺平道路 为了满足越来越高的计算性能要求,业界不断挑战半导体工艺技术极限,研究人员开发出量子光源和光子二极管,可望为量子计算开启大门…
  • 三进制半导体诞生,逻辑比二进制更接近人类思维? 据国外媒体报道,韩国一个研究小组已经成功在一块大尺晶圆上开发出了世界上首个三进制半导体。其逻辑相比较现今的计算机使用二进制数字系统,更接近人类大脑的思维方式,在一般情况下,命题不一定为真或假,还可能为未知。这将有助于未来低功耗和人工智能芯片的开发……
  • 我国在室温下实现固态可编程的量子处理器 量子计算利用量子叠加性,能够有效处理经典计算科学中许多难以解决的问题。可编程量子计算是量子计算走向实用化的一个重要条件。近期,中国科学技术大学杜江峰院士团队运用一系列新技术,首次在室温大气条件下实现了基于固态自旋体系的可编程量子处理器……
相关推荐
    广告
    近期热点
    广告
    广告
    广告
    可能感兴趣的话题
    广告