谷歌發(fā)布量子計(jì)算研究重大進(jìn)展：用模擬不用數(shù)字

　　據(jù)媒體報(bào)道稱，谷歌已經(jīng)找到了量子計(jì)算的捷徑，即用模擬不用數(shù)字。Google對(duì)數(shù)據(jù)有著貪得無厭的饑渴，但Google對(duì)量子計(jì)算的戰(zhàn)略卻比饑渴更加熱切和上癮——他們想從數(shù)據(jù)中汲取信息，甚至從中創(chuàng)造出智能。

　　量子計(jì)算機(jī)，是一種基于量子物理機(jī)制處理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)，能夠以遠(yuǎn)高于目前計(jì)算機(jī)的速度運(yùn)行。政府和技術(shù)企業(yè)巨頭已對(duì)量子計(jì)算機(jī)的研發(fā)投入了海量資源，但是沒人能說清量子計(jì)算機(jī)離實(shí)用化到底還有多久。

　　最近，一些頂尖研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)最新發(fā)現(xiàn)，認(rèn)為量子計(jì)算機(jī)的實(shí)現(xiàn)可以比我們想象的更早。前日，谷歌和西班牙巴斯克大學(xué)的研究人員公布了一項(xiàng)研究成果，根據(jù)該成果，人類有望以較之前簡(jiǎn)便的多的方法構(gòu)建一臺(tái)能充分發(fā)揮量子計(jì)算能力的驗(yàn)證樣機(jī)。

　　研究人員將之前投入了巨量人力財(cái)力卻進(jìn)展緩慢的研究路線下的量子計(jì)算機(jī)稱為“數(shù)字量子計(jì)算機(jī)”，它的結(jié)構(gòu)模式與今天的數(shù)字電子計(jì)算機(jī)類似，且它的設(shè)計(jì)已經(jīng)經(jīng)過了長(zhǎng)期錘煉。然而，數(shù)字量子計(jì)算機(jī)需要大量的糾錯(cuò)軟硬件資源來補(bǔ)償計(jì)算中脆弱的量子效應(yīng)。

　　谷歌、IBM和包括一家創(chuàng)業(yè)企業(yè)在內(nèi)的財(cái)團(tuán)已改變策略，正在加速研發(fā)“模擬量子計(jì)算機(jī)”。

　　模擬量子計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)跟傳統(tǒng)數(shù)字計(jì)算機(jī)相比差別很大，并且現(xiàn)有理論還不能完全解釋其運(yùn)行機(jī)理。當(dāng)然，模擬量子計(jì)算機(jī)仍需要糾錯(cuò)，但是糾錯(cuò)所要求的資源將少得多。因此，構(gòu)建一臺(tái)量子計(jì)算驗(yàn)證機(jī)將更加容易。谷歌量子計(jì)算硬件項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，高級(jí)研究員約翰·馬丁尼斯（John Martinis）在去年的采訪中表示，在幾年之內(nèi)，模擬量子計(jì)算芯片就有望問世。

　　谷歌團(tuán)隊(duì)用模擬量子計(jì)算機(jī)制構(gòu)建了一個(gè)超導(dǎo)量子芯片來模擬9個(gè)相互之間存在磁力作用的原子。這種設(shè)計(jì)方法使得之前為數(shù)字量子計(jì)算機(jī)開發(fā)的糾錯(cuò)技術(shù)可以被采用。

　　該芯片擁有9個(gè)量子比特，但如果要求一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)達(dá)到傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)根本無法企及的性能，那么它必須至少擁有40個(gè)量子比特。當(dāng)然，初創(chuàng)公司D-Wave Systems已經(jīng)制成了擁有超過1000個(gè)量子比特的演示芯片。然而，盡管該芯片的性能令人驚喜，該公司卻始終不能令人信服地證明，這種性能增益來自真正意義上的量子計(jì)算。

　　谷歌認(rèn)為，模擬量子計(jì)算機(jī)應(yīng)該能較數(shù)字量子計(jì)算機(jī)更快達(dá)到1000量子比特的體量，并且業(yè)內(nèi)其他專家也基本認(rèn)可這個(gè)預(yù)期。

　　谷歌或其他公司的模擬量子計(jì)算機(jī)一旦成功，則可以被用來分析并解開醫(yī)學(xué)和能源領(lǐng)域的難題，這些領(lǐng)域要求進(jìn)行原子級(jí)別的大規(guī)模仿真，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)根本無能為力。

　　谷歌相信，模擬量子計(jì)算機(jī)也將極大推進(jìn)機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)。谷歌CEO桑德拉（Sundar Pichai）聲稱，谷歌已經(jīng)進(jìn)入了“人工智能驅(qū)動(dòng)時(shí)代”。

　　哈特馬特·耐溫（Hartmut Neven）是谷歌量子計(jì)算應(yīng)用設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的負(fù)責(zé)人，他在去年的采訪中表示，量子計(jì)算驅(qū)動(dòng)的人工智能能夠讓今天的人工智能完全過時(shí)。”10年之內(nèi)人們將徹底放棄傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)而擁抱量子機(jī)器學(xué)習(xí)。”

　　前人已經(jīng)奠定了量子計(jì)算的理論基礎(chǔ)。目前，物理學(xué)家們已經(jīng)能夠造出未來的量子計(jì)算機(jī)賴以存在的基本計(jì)算單元，也就是量子比特。他們甚至能操控量子比特，使它們聚集成小型的組群。但是，他們還不能造出一臺(tái)完全運(yùn)轉(zhuǎn)、實(shí)際有用的量子計(jì)算機(jī)。