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谷歌量子计算突破,川普之女:美国实现量子霸权

时间:2019-10-25 06:10:41 浏览:

△ Nature最新封面报道

  传送门

  1993年,他开始着手建立基于超导传感器和串联阵列SQUID的高分辨率X射线微热量计。这项工作已经发展到包括在X射线微分析和天体物理学以及光学和红外天文学中的应用。

  在实验中,谷歌首先运行12到53量子比特的随机简化电路,保持电路深度恒定。

  这一温度只比绝对零度高百分之二度,之所以要如此冷,是为了将将环境热能降低到大大低于量子势能,防止外界热量对量子处理器的干扰。

  由于量子力学中物体的状态正是在这种叠加状态空间中演化,再加上不同量子比特之间的耦合,就可以模拟出更多的状态。

  https://arxiv.org/pdf/1910.09534.pdf

  当我们回顾深蓝1997年击败卡帕罗夫、AlphaGo在2016年击败李世石,或许突破所需的时间不算短,但当这样的时刻到来,就会有更多人投入其中、加入其中,我们人类就是这样进步的。

  为了完全控制这个量子处理器,谷歌还精心设计了277个数模转换器。

  “我们使用具有53个超导量子比特的可编程处理器,占用状态空间为253≈1016。重复实验的测量结果会采样相应的概率分布。”

  最后的最后,在这历史性时刻,让我们用皮猜接受MIT科技评论专访的一些回答来结尾吧:

  然而万万没想到,2018年10月加州野火扑不灭,出于安全考虑,谷歌不得不短暂关闭位于圣克拉拉的实验室,一众科学家也被迫休假。

  如果通过了同行评审,就意味着flag没有倒,且量子计算将进入一个新的时代。

  他的研究领域是波色-爱因斯坦凝聚、量子信息、量子计算、量子通讯等,目前已在他的领域发表了84篇论文,总计被引用3259次。

 Nature最新封面报道

  也有人认为,谷歌实现是否实现量子优越性并不重要,IBM与谷歌的争吵谁对谁错也不重要。

  IBM的量子计算研究员Jay Gambetta说,公司不是为了与谷歌对抗,而是为了避免将“量子优越性”一词过度宣传。

  而且谷歌CEO还难掩激动地介绍,这就像飞机最初被发明的时刻——莱特兄弟的飞机第一次只飞了12分钟,但它证明了飞机飞行的可能性。

  比如在一天之内破解原本几万年才能破解的密码、实现通用人工智能、快速模拟分子模型。

  John Martinis毕业于加州大学伯克利分校,并在那里他获得了两个物理学学士和博士学位。

  来源:量子位(ID:QbitAI)

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  该处理器使用铝制造,实现了低温超导中的约瑟夫森结,并使用铟制造两个硅晶片之间的凸点。芯片被引线连接到到超导电路板上,并在稀释制冷装置中被冷却至20mK以下。

  皮猜还说,量子计算将是对人们在经典计算机上所做工作的伟大补充,量子给计算带来了一个完整的循环。

  文/边策 栗子 鱼羊 李根

谷歌量子计算突破,川普之女:美国实现量子霸权

  这是一场科研的马拉松,一切都从零起步。即使对于谷歌的明星团队来说,这样的工作也一样是巨大的挑战。

  那么谷歌,用量子力学原理,和这样一个超级复杂的量子硬件解决了什么问题呢?

  量子优越性首次实现

  就像开头说的,谷歌这项量子优越性的研究,在Nature发表之前,就在NASA官网短暂出现过。

  重要的是在这些巨头的竞争之下,量子计算技术正在以超乎我们想象的进程飞速发展。

  但不料论文匆匆下架,反而引起更大关注。

  在IBM看来,所谓的量子优越性是要做到经典计算机无法做到的事情,而谷歌显然没有做到这一点。

  验证系统正常运行后,谷歌运行了53量子比特且深度不断增加的随机硬电路,当深度m增加到20时,经典仿真变得完全不可用。

  来自谷歌AI量子实验室的John Martinis,是量子硬件首席科学家。他曾是NIST的院士,也是美国物理学会的院士,目前也在加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校工作。

  论文原文:

  谷歌和NASA一直持乐观态度,但业界也有人这个flag要倒。阿里巴巴数据基础设施和搜索技术部门的研究人员发表了一篇论文,认为要实现量子优越性可能需要错误率更低的量子芯片。

  经典计算机中的比特只能处于0或者1两种状态,而薛定谔猫告诉我们,猫可以处于死和活两种状态的叠加,量子比特也一样,能同时处于0和1两种状态。

  实际上,在去年10月之前,谷歌在量子优越性方面的进展始终有限。

  谷歌博客:

  直白来说,量子优越性就是在未来的某个时刻,功能强大的量子计算机可以完成经典计算机几乎不可能完成的任务。

  当时舆论炸了锅,有认为谷歌沦为“神棍”瞎咋呼的,也有认为出于美国国家安全被下架……

  在量子计算上,谷歌的攻坚从13年前开始。

  更有竞争对手直接攻击,IBM就甚至专门发表了一篇论文,质疑谷歌“误导大众”。

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  这位蓝色巨人说,谷歌关于量子优越性的说法是有缺陷的。因为谷歌实际上是在没有充分利用超级计算机的全部能力的情况下进行竞争的。

  上图展示了Sycamore处理器的布局,包含54个量子位的阵列(以灰色×表示),每个矩形都通过耦合器(以蓝色方块表示)连接到其四个最近的近邻。

  此前对于这样的里程碑突破,都处于设想阶段,从未被实现。

  量子计算的突破,还能促成机器学习的新应用,加速解决世界正在面临的一些最紧迫而复杂的问题。比如气候变化的模拟,比如探究哪一些分子能够制造更有效的药物。

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  因此只需53个量子比特就可以模拟1016种状态,而这个数字已经超出了当今超级计算机的运算能力。

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  这就是这一里程碑对量子计算世界的意义:一个充满可能性的时刻。”

  两年后,量子计算理论首席科学家Sergio Boixo在Nature Communications上发表了相关论文,最终将团队的工作重点聚焦到了量子优势性计算任务上来。

  然而,随着量子比特的数量n(宽度)和门循环数量m(深度)的增加,用经典计算机为随机量子电路找到最可能的位串变得越来越困难。

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