您的位置:主页 > 人工智能 > 正文

谷歌的量子计算机刚刚通过了不可能测试

Google刚刚在计算机科学领域实现了飞跃。Google使用该公司最先进的量子计算机Sycamore,通过解决一般机器几乎无法解决的问题,宣称对世界上最强大的超级计算机具有“ 量子至上性 ”。

谷歌的量子计算机刚刚通过了不可能测试

量子计算机在200秒内完成了复杂的计算。加州大学圣塔芭芭拉分校实验物理学家约翰·马丁尼斯(John Martinis)领导的研究小组在10月23日发表的研究中写道,相同的计算甚至需要大约10,000年才能完成最强大的超级计算机。该杂志自然。

Martinis实验室的研究生研究员Brooks Foxen 在一份声明中说: “通过改进的经典硬件和算法,目前估计为10,000年的经典仿真时间可能会减少。” 他补充说:“但是,由于我们目前的速度是1.5万亿倍,因此,我们很乐意为这一成就而声名狼藉。”

量子计算机利用量子力学的怪异物理学来解决对于基于半导体的经典计算机而言极其困难的问题,即使不是不可能的问题。

Google选择要征服的计算就相当于产生了一个很长的随机数列表,并将其值检查了一百万遍。结果是在量子力学领域之外不是特别有用的解决方案,但是它对设备的处理能力有很大的影响。

不确定性的力量

普通计算机使用信息的“位”执行计算,该信息与通断开关一样,只能以两种状态存在:1或0。量子计算机使用量子位或“量子位”,它们都可以作为1存在。和0同时显示。量子力学的这种奇怪结果被称为叠加态,是量子计算机相对于传统计算机优势的关键。

例如,一对位可以在任何给定时间仅存储四个可能的状态组合(00、01、10或11)之一。一对量子位可以同时存储所有四个组合,因为每个量子位同时表示两个值(0和1)。如果添加更多的量子比特,计算机的能力将成倍增长。三个量子位存储八个组合,四个量子位存储16个,依此类推。Google的新计算机具有53个量子位,可以存储253个值,或超过10,000,000,000,000,000(10万亿次)组合。当量子力学的另一个基本且同样离奇的特性进入纠缠态时,这个数字将变得更加令人印象深刻。

在爱因斯坦(Albert Einstein)描述为“远距离怪异的动作” 的现象中,在某个时间点相互作用的粒子可能会纠缠在一起。这意味着通过测量一个粒子的状态,您可以同时知道另一个粒子的状态,而不管粒子之间的距离如何。如果量子计算机的量子位纠缠在一起,它们都可以同时测量。

Google的量子计算机由超导金属的微观电路组成,这些电路以复杂的叠加状态纠缠53量子比特。在纠缠量子比特产生零和253之间的随机数,但由于量子干涉,一些随机的数字显示了比别人多。当计算机测量这些随机数百万次时,由于它们的不均匀分布而产生了一种模式。

“对于传统计算机,计算这些运算的结果要困难得多,因为它需要计算处于253种可能状态中的任何一种的概率,其中53种来自量子位数量-[...]州],这就是为什么人们首先对量子计算感兴趣的原因。”

利用量子纠缠和叠加的奇异特性,Martinis的实验室使用Sycamore芯片在200秒内产生了这种分布模式。

在纸面上,很容易说明量子计算机为何能胜过传统计算机。演示现实世界中的任务是另一回事。传统计算机可以在其处理器中堆叠数百万个操作位,而量子计算机却难以扩展它们可以操作的量子位的数量。纠缠的量子比特会在短时间后变得纠结,并且容易受到噪声和错误的影响。

研究人员说,尽管Google的这项成就无疑是量子计算领域的一项壮举,但该领域仍处于起步阶段,实用的量子计算机仍然遥遥无期。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时候联系我们修改或删除,多谢。