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碾压谷歌和IBM?美工业巨头Honeywell宣布造出史上最强量子计算机

2020-06-21/ 馆陶新闻网/ 查看: 214/ 评论: 10

摘要近日,美国跨领域工业巨头Honeywell集团宣布,其量子计算研究团队已经制造出目前世界上性能最优的量子计算机,

近日,美国跨领域工业巨头 Honeywell 集团宣布,其量子计算研究团队已经制造出目前世界上性能最优的量子计算机,并已与 IBM 的云量子计算服务 Azure Quantum 互助,将该装备向企业级用户开放使用,标价约为每小时一万美元。

霍尼韦尔量子计算机的量子体积(Quantum Volume)为 64,其功效是业界下一个替换产物的两倍。“使我们的量子计算机云云强盛的是拥有最高质量的量子位和最低的错误率。” 霍尼韦尔量子解决方案公司(Honeywell Quantum Solutions)总裁 Tony Uttley 表示。

但说归说,谷歌之前还说自己实现了量子计算中,象征着碾压经典计算运算能力的量子优越性,结果厥后遭到了各种质疑,甚至还被海内的阿里 “纠正了错误”,而若想相识此次 Honeywell 为何敢称自己的装备为行业老大,我们起首需要相识 “量子体积” 这一观点。

如何评判量子计算的运算能力?

量子体积由 IBM 在 2017 年提出,是用于权衡量子计算装备的计算能力的一个综合指标。

在此前,甚至是直到最近,许多媒体或公司在宣传时还都是会以 “一台装备有几多量子比特” 来权衡一台装备的现实计算能力,但这实在是一种极不严谨的做法,缘故原由是量子比特会因噪声或自身特性而退相干,也就是脱离其能正常事情的状态,而一台装备所使用的量子比特总数越多,其整体的噪声也就越高,而当退相干的量子比特到达一定命量时,计算便会瓦解。

三国影视伦理片在线图 | 组成量子体积的因素表(来源:IBM)

这里,我们可以用选购汽车的例子来类比,看看 “用差别尺度权衡量子计算装备的计算能力” 所带来的现实效果。

三国影视伦理片在线一般,在我们思量要不要买一辆车时,都会根据它的综合性能做出判断。而只通过一台量子计算装备使用了几多个量子比特来权衡该装备的计算能力,就好比是只告诉你一辆车有几多个座位,然后让你判断这辆车好欠好一样,只管是一项紧张参考指标,但非常片面,不能给人一种 “全局感”。相比之下,量子体积这一观点则更像是综合了车的发动机参数、内饰参数、能乘几人、车内空间和续航能力等多方面信息,终极搜集成一个综合性指标,它能让你一下就知道这辆车究竟是好是坏。

事实上,根据 IBM 所公布的信息,其所设计的量子体积参数实在是源于一个 “量子计算深度” 的观点,由于一些源于量子物理的根本问题,量子计算机在运算时所使用的量子门不可制止地会产生运算偏差,而量子计算装备能在运算偏差大到运算结果丧失意义前,所能举行的最大运算量,就是量子计算机的计算深度。

三国影视伦理片在线固然,一台装备的量子比特数与深度值之间,存在着一种 “类反比” 的关系。如之前所提到的噪声问题,一台装备所用的量子比特越多,其体系的庞大性也就越高,其计算也就越容易堕落,但由于根据可用的量子比特数,可运行量子计算的算法也会不一样,仅仅单看一台装备的计算深度实在也并不靠谱,好比一台仅有两量子比特的装备的计算深度虽然大到不可,但其能现实举行的运算却少的可怜,可以说并不具有太大的现实意义。

这也正是 IBM 提出量子体积这一观点的初志,即整合多个用于权衡量子计算装备的计算能力的指标,用一个综合指标全面地权衡一台量子计算装备的真实运算能力,竣事业内权衡尺度不同一的乱象。

三国影视伦理片在线因此,在综合了包括 “量子比特数、容错率、量子门的并行性、相干性、量子比特间的量子态串行的可能性” 等一系列参数在内的各种指标后,IBM 提出了 “量子体积” 这一用于评估量子计算装备运算能力的综合性能值,从某种水平上重新界说了权衡量子计算运算能力的要领。好比许多情况下,如果给定量子比特的数目,研究者还可通过优化装备的其它设定,权衡每个参数每增长一点或减少一点对计算性能所带来的影响,使装备的计算性能到达最优,就好比汽车工程师在设计一款车时,是注意载客量多增长一个座位,照旧注意车的速率和起步加速时间,少加一个座位,设计量子计算机的研究职员也需在各项参数之间做好平衡,才能实现其理想的最优结果,并通过量子体积这一参数直观地显示出,调解每个参数对整体运算性能所组成的影响。

三国影视伦理片在线图 | IBM的 20 量子比特装备的运算能力优化历程 (来源:IBM)

量子计算究竟哪家强?

三国影视伦理片在线在量子计算领域,Honeywell 依附其此前在低温物理及激光装备制造上的经验,于五年前组建了一支由一百多名工程师和研究员所组成的量子计算研发团队,并一直将主要研究偏向放在 “量子计算机的现实构建” 上。

三国影视伦理片在线如今,这台号称当今最强量子计算机的问世,显然是个里程碑。Honeywell 官方披露了它的部门构建细节。

三国影视伦理片在线这台量子计算机的 “主机”,是一个不锈钢球体构建的超高真空室,约莫有一个篮球那么大,有可以吸收激光的入口,内部是真空的,其真空度比外太空还小五倍。用液氦对该腔室举行低温冷却,以使其中的芯片离子阱体系保持在零下 263℃(绝对零度以上 10 度,比冥王星外貌温度低)四周。

离子阱体系的主体是一个硅芯片,其约有四分之一外貌被金子所包裹。在腔室内,电场使单个原子悬浮在离子阱上方 0.1 毫米处。科学家用激光照射这些带正电荷的原子,来举行量子操作。

三国影视伦理片在线同时,有许多外部装备用来控制量子计算机。控制体系必须准确地利用数百个独立的电信号,进而在量子信息算法中以庞大的舞蹈情势移动离子(量子比特)。由于全部操作都是通过激光完成的,因此在光学平台上分列了多个光学元件,每个光学元件都指定了正确的光的颜色。全部这些基础设施占用了约莫两个大光学平台(约莫 5 英尺宽和 20 英尺长),这占用了很大的空间,由于真正的计算能力是由盘旋在离子阱外貌上的几个原子所产生的。

三国影视伦理片在线根据 Honeywell 目前所提供的信息,此次推出的装备的量子体积值为 64,相比之下,IBM 目前已知的最新呆板(于本年一月时公布)的量子体积值仅为 32。而谷歌虽然曾于客岁秋季宣布其所研制的一台 53 量子比特的装备已经实现量子优越性,在 200 秒内就解决了一个经典计算机需花费一万年才能完成的运算,但厥后“经典计算机是否真的需要花费一万年才能完成该运算”这一问题一直在业内争议不停。好比 IBM 就曾质疑谷歌低估了经典计算的运算能力,认为其在研究中测试所用谁人运算问题实在可以在对运算计谋举行优化,并接纳先进算法(好比张量网络)的情况下,经典计算机可能仅需几天就能完成;而海内的阿里研究团队也曾于前段时间发文称,在特定条件下,经典计算仅需 20 天就能完成谷歌之前测试所用的 “谁人经典计算需算一万年” 的运算问题。同时,针对另一个谷歌认为经典计算需花费约1年时间才能完成的运算,阿里的团队所开发的经典算法在对运算做出特定限定的情况下,仅用了谷歌量子计算机所用时间的一半,就完成了运算。

三国影视伦理片在线然而,虽然综合考量了各个因素的量子体积理论上会比单纯的量子比特数更为可靠,但也并不是全部人都认可这一权衡尺度。好比在业内名誉颇佳的量子计算研究者、德州大学的 Scott Aaronson 就曾在本年 3 月时发博客称,“只管 ‘量子体积’ 确实是往正确的偏向迈出了一步(在整合尺度的意义上),但我并不认为它能真实地体现一台量子计算装备的现实运算能力。要知道,我们离所谓的‘量子优越性实在还差的很远,虽然同一权衡尺度很紧张,但这并不足以帮我们解决现实问题。’”

从理论走向现实

恒久以来,量子计算机一直被人们赋予着 “能解决那些我们当前无法解决的问题” 的期许,如交通和睦候变化问题,而就目前看来,虽然仍有争议,但 Honeywell 此次所推出的装备或确实能被称作是目前业内能力最强的 “通用型” 量子计算机。

早在本年 5 月,摩根大通的研发主管 Marco Pistoia 就曾表示,“摩根大通期待与 Honeywell 在信用风险评级和敲诈侦测算法上的互助”,并称 “摩根大通十分看好此次与 Honeywell 互助并使用 Honeywell 所研发的量子计算装备的时机。”

三国影视伦理片在线除了摩根大通,Honeywell 称另有其它许多公司也对在云端租赁其装备抱有很大兴趣,但尚未透露这些公司的名称。

三国影视伦理片在线对未来的进展,Honeywell 也是雄心壮志,预计其所研发的量子计算装备将在未来 5 年内,每年都能将量子体积提升 10 倍,并称公司正将量子计算从理论带入现实,渐渐将量子计算真正用于解决现实问题。

对此,IBM 的发言人 Steve Tomasco 表示,IBM 也将于本年年内推出一台量子体积为 64 的量子计算装备,并称 “IBM 很兴奋业内认可 ‘量子体积’ 这一尺度的群体正在渐渐扩大。” 而谷歌则还未对 Honeywell 此次所取得的进展做出任何回应。



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