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量子霸权是个什么技术?发展到了哪个阶段?对我们意味着什么呢?

   信息来源:MqfZzmwX

“量子计算机”这个词,几年前还只能在科幻作品中看到。现在,你经常能听到IBM、微软、谷歌这些公司说它们在量子计算机上有了重大突破。甚至谷歌都号称他们已经实现了量子霸权。那么,量子霸权究竟是个什么技术?它发展到了哪个阶段?又对我们意味着什么呢?

一、量子计算机已经诞生,正在成长

一台大规模的、能解决实际问题的量子计算机,什么时候能够实现,学术界还没有一个明确的时间点。但好消息是,量子计算的计算思想已经在数学上被严格证明了。而且到现在为止,科学家也没有发现任何物理学上的困难,会限制量子计算机的实现。

这就好像,一个孩子已经出生了,虽然我们还不知道他长大后会是什么样子,但是只要他的身体健康、各项指标正常,我们就可以相信他会持续成长,对他的未来充满期待。

二、我们正处于实现“量子霸权”的关键节点

那我们现在发展到了什么阶段呢?现在我们正好到了一个关键节点:实现了“量子霸权”。

量子霸权其实是在2011年的时候,由科学家们提出的一个指标。这里所说的霸权,其实代表了对经典计算机的碾压。当然,这并不是说,需要量子计算机完全超越经典计算机。它更像是一个实验室指标,它指的是,量子计算机只要针对某个计算问题,拥有超越所有经典计算机的计算能力就算达成了量子霸权。甚至这个问题可以完全没有实际价值。

在2019年9月20日,谷歌公司就曾经发表过论文,论文里称他们率先达成了量子霸权。他们研发的量子计算机成功地在200秒内完成了一个计算问题,而现在最好的超级计算机来算这个问题需要1万年的时间。当然了,这个问题是专门设计的,并没有实际价值。

以前都是理论上、数学上的证明,这一次是实验结果给出了强有力的证据,证明了量子计算拥有超强算力。虽然这是具有重大里程碑意义的事情,但是根据论文透露,他们的量子计算机只有53个量子比特,距离使用肖尔算法这样的实用算法还有很远的距离。

那是不是说,这个里程碑达成了,接下来我们要想真正的使用到量子计算,只能等着量子计算机循序渐进地慢慢发展了呢?

三、简化后的专用量子计算机仍然有广泛的需求

实际情况是,我们可能会更早地使用上量子计算机。当然了这里说并不是那种功能完整的量子计算机,而是经过功能删减的,只能用于解决专门问题的量子计算机。实现一个量子计算机需要在很多方面都要同时达到要求。但如果降低标准,放弃某些方面的要求,量子计算机实现起来就会容易很多。

比如,放弃掉量子计算机的纠错能力的话,就相当于取消了冗余信息,那样的话就可以有更多有效的量子比特进行计算了。这就代表了这样的量子计算机不能用来处理通用问题,但是还可以通过算法弥补其中的不足,用来解决一些特定的问题。


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