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谷歌已经实现“量子霸权”？有争议，不实用，但仍然伟大
发布日期：2024-07-21 07:51     点击次数：195
我相信你已经听说谷歌已经宣布在量子计算方面取得突破，并实现了“量子霸权”。量子计算机可以在200秒内解决一万年来最强大的超级计算机完成的计算量。人们可以看到量子计算的力量。什么是量子霸权？为什么量子计算很重要？谷歌的量子计算已经走了多远？为什么IBM不同意？今天，让我们一起探索极客网络。 什么是量子计算和量子霸权？在我们的日常生活中，事件的概率可以除以0-100%，没有负值，所以我们不会说下雨的概率是-30%。当我们构建物理块时，例如电子和光子，它们遵循完全不同的可能性原理，这涉及到另一个概念，“振幅”，它有正、负甚至更复杂的值。如果事件能够以正振幅或负振幅的形式发生，其可能性将消失，因为总振幅可能为0，并且事件永远不会发生。这就是所谓的“量子干涉”，量子世界是根据这样奇怪的规则建立的。假设有1000个量子位，它们都会相互作用。根据量子力学的游戏规则，1000个量子位的每一个可能的配置都有一个振幅。1000个量子位可以同时处于2到1000个状态，大约有10到300个可能性的次方，而宇宙中只有10到80个原子的次方。传统计算机使用0或1位来存储不同的信息，而量子计算机使用量子位来存储信息。量子位存储可能为0、1或0和1的信息。量子力学认为一个原子可以同时处于两种状态。一个量子位可以存储两种状态的信息，即0和1；两个量子位可以存储四种状态的信息，八分之三和十六分之四。谷歌量子计算机有53个量子位，有53个态的2次方，大约是9万亿(1万亿，1后15个零)。科学家认为，当谷歌量子计算机被用来完成计算时，它只需要一步，而传统计算机需要9万亿步。那么什么是“量子霸权”？事实上，谷歌称之为量子优势，而不是量子霸权，这意味着量子计算比经典计算机有更多的计算能力。谷歌真的实现了量子霸权吗？谷歌声称已经实现了“量子霸权”。全球媒体专家怎么看？我们已经从几个媒体收集了重要的观点，让每个人对量子计算的真正含义有更深的理解。谷歌真的实现量子霸权了吗？ 沃克斯:小脑袋也有很大的能力。谷歌量子计算机只有一张床那么大。量子霸权一词是在2012年提出的，这意味着量子计算机可以做一些事情，但是经典计算机跟不上它的速度。简而言之，量子计算机比传统计算机快得多。然而，许多人对量子计算机可能无法完成实际计算表示怀疑。目前，世界上速度最快的经典电脑被称为Summit，它归国际商用机器公司所有，大小相当于两个篮球场。谷歌的量子计算机非常小。它可能和床一样大。它的名字叫西卡莫。谷歌给了西克莫一个特殊的问题要解决。这个问题被称为“随机电路建模”。谷歌声称经典电脑需要10，000年才能解决同样的问题，而西克莫量子电脑只需要200秒。IBM表示怀疑，它认为最强大的超级计算机只需要两天半就能解决这个问题。即便如此，谷歌的成就也不容忽视。经典的计算机需要两天半的时间来解决，量子计算机只需要200秒。如果谷歌的量子计算机更大，有70个量子位，那么经典的计算机将会像现在一样强大，可能像一座城市一样大。在量子计算领域，长期以来，IBM一直处于领先地位。它没有以“量子霸权”为目标。为什么？因为IBM认为所谓的量子霸权只是一个人设定的基准。即使你通过了基准测试，它可能仍然是无用的。 吉兹莫多:量子计算也会出错，对计算环境要求很高。尽管谷歌取得了技术突破，量子计算机仍然会出错。与外界的任何互动都可能导致量子位出错。然而，谷歌的实验已经向我们证明，随着越来越多的量子位被添加，人类预测错误的能力将变得越来越强。谷歌科学家玛丽莎·吉斯蒂纳(Marissa Giustina)说:“我们已经证明我们能够理解这些错误。这是工程和物理领域的一个重要突破。”当你接触到量子计算程序时，你将使用传统的计算机接口来操纵和发送脉冲，这可以改变量子比特的分配，并且有点类似于五线谱上的音符。手术完成后，研究人员向我展示了脉搏的形状。无论如何，在科学层面上，谷歌已经向我们展示了更大更复杂的量子系统，它们比以前的量子计算机更复杂。从计算的角度来看， 芯片采购平台我们已经进入了一个奇怪的领域，在那里量子计算机已经是可见的和有形的设备，可以做经典计算机做不到的事情。难怪玛丽莎·吉斯塔娜说:“现在我们已经进入了一个新的计算领域，你不能通过其他工具进入。” 麻省理工学院技术评论:谷歌与经典计算机功能强大的IBM竞争“量子霸权”最初是由加州理工学院的科学家约翰·普雷斯基尔(John Preskill)提出的。他认为谷歌在选择问题时选择余地很小。它选择量子计算机擅长但经典计算机不擅长的问题。约翰·普雷斯基尔(John Preskill)说:“量子计算几乎没有架构，所以经典计算机很难跟上。这就是量子计算提供的答案在信息方面严重不足的原因。”此外，谷歌不能简单地在模拟过程中将量子计算代码移植到经典计算机上。随着模拟量子位数量的增加，难度呈指数级增加。正是因为这个原因，各种代码优化技术将会出现。只有使用这些技术，我们才能获得足够好的结果。国际商用机器公司的研究人员想出了一种方法，通过这种方法，经典计算机可以在两天半内完成谷歌的任务。如果稍微优化，时间会更短。主要区别是什么？在硬盘上。用经典计算机模拟量子计算机需要处理大量数据。如果内存较小，您将把任务分成更多的部分，这将花费更长的时间。谷歌非常依赖内存来存储数据。IBM同时使用内存和硬盘。IBM还表示，它可以使用其他经典的计算机优化技术(硬件和软件)来加速这一过程。虽然国际商用机器公司已经给出了这种方法，但它还没有真正测试过，所以我们不能判断效果是否真的像它说的那么好。争论真的很重要吗？我们可以说是或不是。正如普雷斯基尔所说，谷歌解决的问题没有什么实际用途。即使谷歌的量子计算机更大，解决最狭窄的经典问题也需要很长时间。用量子计算机破解现代代码至少需要几十年的时间。即便如此，普雷斯基尔仍然认为实现“有限量子霸权”仍然很重要，这意味着我们离实用量子计算机更近了。 彭博:有突破和风险。加密技术可能会被破坏。谷歌量子计算也给我们带来了一些风险。首先，全球量子计算竞争将进一步升温，带来不可预测的后果。去年，美国总统特朗普签署了一项投资11亿美元的订单，优先发展量子计算技术。这只是开始。如果美国想继续成为量子计算领域的全球领导者，它必须做得更多。另一个担忧是，当先进的量子计算机到来时，保护全球数字世界的加密技术可能会崩溃。这些加密系统基于深奥的数学问题，但理论上，难题就像量子计算机前的儿童游戏。安全研究人员意识到了这个问题，正在努力开发“后量子”系统和标准。毫无疑问，量子计算时代将从许多错误开始，希望破灭，困难重重。谷歌已经向我们证明，量子计算技术正以一个量子位接一个量子位的速度前进，并走向一个奇怪的未来。 世界经济论坛:量子计算有广阔的应用前景有了量子计算技术，我们可以用量子比特代替比特来建立一个全新的互联网。量子计算技术对于加密通信也很重要，因为量子信道可以使传输更安全。此外，量子计算技术也可以用于机器学习领域。与经典计算机相比，量子计算机具有更快的计算速度。一些人认为，在未来6-12个月内，量子计算将在“机器学习”领域获得“量子霸权”。量子计算的应用前景几乎是无穷无尽的，加密、机器学习、化学、优化、通信等行业都可以利用它。这仅仅是个开始，研究人员正在努力研究量子计算如何与其他行业相结合。谷歌量子计算机解决的问题没有实际意义。它只是向我们证明了量子计算有无限的潜力。在接下来的几年里，人类可能会解放这种能力。 南华早报:中国的量子计算正在赶上美国2018年，阿里巴巴推出了量子计算云。该系统配备了一个有11个量子位的量子处理器。当时，它是世界上第二快的量子计算机，仅次于国际商用机器公司的量子计算机(20比特)。同样在2018年，百度还建立了自己的量子计算研发中心，由段润耀教授领导，他说百度量子计算机研究所将在2023年成为世界级的研究所。此外，中国在合肥建立了国家量子计算中心。到目前为止，西方在量子位的增加上领先于中国。虽然谷歌这次展示的Sycamore有54个量子位(其中一个不起作用)，但谷歌去年表示已经开发了72位量子芯片。很快，IBM也将向客户开放53位量子计算机。量子位的数量代表一切吗？不。为了完美地完成计算任务，量子位必须正常工作。实际上，它经常出错，需要纠正。量子位越多，校正就越难。简而言之，谷歌已经成为量子计算领域的第一名，但中国企业正在迅速迎头赶上。这些是一些国外媒体对量子计算和谷歌量子霸权的看法，由geek.com进行了分析和解释。你对此有什么看法？欢迎与我们分享。

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