什么是量子计算机机的原理

文/云俊德日前,中科院正式宣布:世界上首台超越早期经典计算机的光量子计算机诞生,并在上海举行了新闻发布会。这一重磅消息不仅让网友纷纷大赞,也吸引了外国媒体的注意。 中国量子计算机现状 此次的“世界首台”是货真价实的“中国造”,是朱晓波、王浩华和陆朝阳、潘建伟等人通力合作之成果。这台具有跨时代意义的量子计算机,为最终实现超越经典计算能力的量子计算奠定了基础。据了解,在光量子计算方面,潘建伟、陆朝阳等利用自主发展的综合性能国际最优的量子点单光子源,通过电控可编程的光量子线路,构建了针对多光子“玻色取样”任务的光量子计算原型机。测试结果表明,该原型机的取样速度不仅比国际同行类似的实验加快了至少24000倍,还超越了人类历史上第一台电子管计算机和第一台晶体管计算机的运行速度。当然,中科院消息公布之后,业内也不乏质疑之声,毕竟在上个月底,疯狂造假的中国医学论文已经引起了公愤。中科院官微迅速在回复中附上了链接,以实证为言论负责。那么,研发量子计算机有何作用呢?据专业领域人士透露,量子纠缠一旦到达30个甚至是50个之后,就能在各项产业链生态圈铺开,届时对现在的社会冲击力之大绝对是颠覆性的,关系到一个国家未来发展的基础计算能力,一旦形成突破,会使掌握这种能力的国家迅速建立起全方位战略优势,引领量子信息时代的国际发展。也可以说,这是一场新的工业革命,谁先掌握规则,谁就能掌握世界。 量子计算机的原理及特点量子的概念与爱因斯坦有关。量子计算机是计算机领域的新革命,是巨无霸。那什么是量子计算机?我们现在对电子计算机很熟悉,但很少人知道它和量子计算机的区别在哪儿。简单来说,就是计算能力。量子计算机的计算能力之所以强过传统电子计算机,原因就在于两者存储信息与运算方式上的不同。传统电子计算机的计算方式是串行运算,一个算完算下一个。而量子计算,由于这种叠加态,天然就能并行运算。比如电子计算机要分成50次计算完成,量子计算机则可以把这过程分成50个部分,同时计算完成,再叠加给出结果。这就比方说,你一个人要完成一项工程,原来只能一部分一部分地做。现在你突然有好多个分身,同时可以做不同部分的工作,最后一举把工程完成了。效率是不是高了很多。量子计算机:是指利用量子相干叠加原理,理论上具有超快的并行计算和模拟能力的计算机。实验测试表明,这次中国科研团队研究出来的原型机的“玻色取样”速度不仅比国际同行类似的之前所有实验加快至少24000倍,同时,通过和经典算法比较,也比人类历史上第一台电子管计算机(ENIAC)和第一台晶体管计算机(TRADIC)运行速度快10-100倍。“量子”电脑不怕死机。科学家表示,量子计算机与传统计算机在外形上有较大的差异:它没有传统计算机的盒式外壳,看起来像是一个被其他物质包围的巨大磁场;它不能像现在计算机那样利用硬盘实现信息的长期存储。但它自身拥有独特的优点——首先,量子计算机处理数据不像传统计算机那样分步进行,而是同时完成,这样就节省了时间,更适于大规模的数据计算。其次,量子计算机的问世可以解决困扰传统计算机微型化、集成化难题。最后,量子计算机不怕“死机”——当其系统的某部分发生故障时,输入的原始数据会自动绕过该部分,进入系统的正确部分进行正常运算。奇形怪状功能强大。尽管目前量子计算机的研究仍处于实验室阶段,但不可否认终有一天它必然会取代传统计算机走入寻常百姓家。据专家预见,在不远的将来,会出现一种工业,可以将量子计算设备嵌入到任何东西当中去,不必再像现在这样将一台个人电脑放在桌上,也许到那时桌子本身就是一台计算机,汽车轮胎可以计算速度和闸动力,医生可以将量子微型计算机插入到人体血液中以杀死肿瘤细胞…… 中国为什么要研制量子计算机当今人类社会进步与经济发展向计算机提出了几乎是无止境的需求,因特网的普及更加大了这个需求。1960 ~1992 年间缩短为每5 年翻一番。人们预计2020 年以后信息量每73 天就要翻一番。计算机性能的提高远远满足不了人类社会信息量的增长所提出的需求,研制更高性能的计算机始终是信息领域的重要课题。由于其巨大的潜在价值一直是国际角逐的焦点,欧美日澳大利亚各国都在积极整合各方面研究力量和资源,开展协同攻关,同时,谷歌、微软、IBM等大型高科技公司也在政府的支持下强势介入量子计算研究。在传统科技领域,很多方面其实已经为欧美国家的企业所控制,甚至垄断。这使得中国的企业无论怎样,很难在这些传统科技领域打破其格局。考虑到量子计算对诸如人工智能等领域的作用,未来或许将形成巨大的连锁反应,推动中国科技全面快速发展,全面超越欧美国家,我国政府也高度重视量子信息技术的发展。量子计算技术不仅能克服现代半导体工艺因为尺寸减小而引起的热耗效应,还能利用量子效应实现功能强大的并行计算,极大地提高计算速度和信息处理能力。规模化通用量子计算机的诞生将极大地满足现代信息的需求,在海量信息处理、重大科学问题研究等方面产生巨大影响,甚至对国家的国际地位、经济发展、科技进步、国防军事和信息安全等领域发挥关键性作用。有助于提高国际影响力信息是当今世界最为重要的战略资源,计算机技术是现代信息技术的核心,信息处理能力是信息时代的基本生产力,是国家的核心竞争力,体现国家综合实力的重要标志。美国在计算机和互联网的过程中积累了其强大的国际影响力,全球互联网的根服务器绝大多数在美国,CPU、半导体、存储器等基本被垄断。量子计算科技革命给了我国一个从经典信息技术时代的跟踪者、模仿者转变为未来信息技术的引领者的、不可错过的伟大机遇。经济影响力量子计算机能克服现代计算机发展所遇到的能耗和量子效应问题,从而摆脱半导体行业面临的摩尔定律失效的困境,同时突破经典极限,利用量子加速、并行特性解决经典计算机难以处理的相关问题。作为现代计算机的颠覆者,未来量子计算机会像经典计算机一样形成庞大的技术产业链,带动包括材料,信息,技术,能源等一大批产业的飞跃式发展,在国民经济生活中产生重大影响。量子计算机强大的并行计算和模拟能力,将为密码分析、气象预报、石油勘探、药物设计等所需的大规模计算难题提供了解决方案,从而为提高国家整体经济竞争力创造条件。科技影响力目前,海量数据处理已成为急需攻克的壁垒。当前计算机处理海量数据的能力非常薄弱,传统计算机已经远远无法满足信息量爆炸式增长的需求,而量子计算机正好能有效满足这一需求。量子计算机在科学研究领域具有广泛应用前景。学术界认为,在量子计算机达到大规模应用的比特数之前,将首先用于对量子体系的模拟。量子计算机利用其特殊的量子力学原理,将为强关联等物理学提供完美的检验平台。同时量子计算对于生物制药、机器学习、人工智能领域将产生深远影响,并对提高国家科技影响力起到积极作用。军事影响力量子物理与计算科学第一次大规模结合的直接原因就是研制核心武器的需求。在计算技术的发展历程中,军事应用价值始终是其重要推动力之一。量子计算机的强大功能应用到国防建设时,其强大的运算、搜索、处理能力,将为未来武器研发提供计算、模拟平台,缩短研发周期,提高武器研发效率。还将在未来战场上破译加密密文,为及时高效准确的情报和战况分析提供技术支撑,提升作战能力,同时在战场计划、组织决策、后勤保障等方面发挥巨大作用,甚至有可能改变未来战争的形态,能够极大地增强国防综合实力。国家信息安全量子计算机最受关注的重要应用之一是破译现代密码体系。研究表明,目前使用的RSA公开密钥体系在量子计算机面前将不堪一击。此外,量子计算对于信息安全的威胁还具有前溯性,如果现在的通信网络流量遭到窃听并被存储下来,未来潜在的对手利用量子计算能力,就能对这些通常加密的信息进行破解,从而在多年以后将威胁范围追溯到当前。量子计算机的研制已经成为国际社会关注的焦点,其对国家安全体系的重大意义不言而喻。日常生活中,比如预测天气、解决交通拥堵等问题,比如在金融的分析投资、医疗领域的诊断等,都能借此变得更加高效、准确。 传统计算机领域我们吃了多少亏以前,我国由于没有国际先进水平的高性能计算机,勘探的石油矿藏数据和资料不得不用飞机送到国外去处理,不仅费用昂贵,而且受制于人;国内一家单位想进口一台运算速度每秒400万次的计算机,外方居然提出:为这台机器建一个玻璃房子“安全区”,中方人员上机操作,必须在外方监控下进行。自改革开放以来,中国在信息技术领域一直存在“缺芯少魂”的问题,这不仅严重制约了本土技术和产业的成长和发展,还对国家的信息安全造成了巨大的隐患——从海湾战争中萨达姆的防空系统突然瘫痪,到2007年以色列轰炸叙利亚东北部的一处潜在核设施时,叙利亚预警雷达因通用处理器后门而失效,再到2012年伊朗布什尔核电站在信息系统物理隔绝的情况下遭到震网病毒的攻击……残酷的现实向世人阐释了只要存在国家和利益斗争,给CPU或操作系统留后门的行为就永远存在。虽然“天河二号”在超级计算机排行榜上连续多年位居第一,但是其核心部件仍然是英特尔提供的处理器,直到此次“神威·太湖之光”才首次实现芯片的全国产。芯片应用于计算机、消费电子、网络通信、汽车电子等多个领域,虽然中国超级计算机的芯片实现了国产,但是在大多数行业中,中国制造仍然高度依赖进口芯片。中国社科院发布在《2014年经济蓝皮书》中表示中国国内90%的芯片来自于进口。国家海关总署的相关统计也佐证了这一说法,2015年中国集成电路净进口数为1312.57亿个,净进口额达到1608.65亿美元。传统计算机的CPU处理器、操作系统、存储技术、闪存、GPU技术等,包括手机处理器端,大部分还是进口。说点联系密切的,大家想想我们十几二十年前前买一台笨重的台式机需要多少钱?进口的则更贵!买一个正版的windows98操作系统要好几千。这么多年我们花了多少冤枉钱?这还不说一些硬件软件上故意留下的后门、暗门,造成的损失有多少?技不如人啊!整体而言,中国芯片企业技术水平和英特尔、高通等行业巨头仍有一定的差距。去年中国成功地发射全球首枚量子卫星,说明我国在这方面具有良好的基础与能力。因此,只要我们发力,同时从硬件、软件、材料等多方面着手进行研究、布局,这样,中国在量子计算机上的发展,就不怕会落后于欧美国家,或许将能进一步赶超欧美,突破其技术垄断。国家强大了,我们个人才能好。不说啦,为祖国鼓掌,为奋战在第一线的科研团队鼓掌!285 条评论分享收藏量子计算机究竟有何神奇?5分钟带你看懂量子计算机的计数原理!_腾讯视频
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副标题要不要量子计算机的原理_百度知道
量子计算机的原理
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1, 给你些关键词可以去查。要解释细节的话有些麻烦,“或”,量子计算机的输入态既可以是离散的本征态(如传统的计算机一样),也可以是叠加态(几种不同状态的几率叠加)。所以量子计算机会更加灵活,并能实现并行计算,对信息的操作从传统的“和”,其实就是一些特殊的正变换)7, 量子算法, quantum Algorithm (当然量子计算机也能实现传统的算法)8,“与”等逻辑运算扩展到任何幺正变换,输出也可以是叠加态或某个本征态就是用量子比特代替原来的普通比特, 量子比特, Quantum superposition3。从物理层面上来看,量子计算机不是基于普通的晶体管,而是使用自旋方向受控的粒子(比如质子核磁共振)或者偏振方向受控的光子(学校实验大多用这个)等等作为载体。当然从理论上来看任何一个多能级系统都可以作为量子比特的载体。从计算原理上来看. 量子态, quatum State 2. 量子叠加态, 量子门, Quantum Gate (对应于传统的逻辑门, 量子逻辑, Quantum Logic6, Qubit4, 幺正变换 Unitary Transformation5
采纳率:39%
 量子计算机和量子力学密切相关;而量子计算机则用“量子位”(qubit)来编码和计算。一个量子位,可以是1,一个原子中的一个电子可以处于基态,也可以处于激发态(基态与激发态可分别与二进制中的0和1对应起来),0或1,即使把宇宙中所有粒子都利用起来制成一台传统的计算机,前者就是基于后者的一个核心原理——态叠加原理。虽然物理学家们至今还在争论一个宏观的实体。  计算机性能的一个重要指标是它内部所使用的开关的数量,单个电子的确能同时处于多种状态之中、11。如果这是传统的计算机;2概率的叠加态,也可以是0,也远远抵不上这样一台量子计算机。然而如果它是量子计算机,1后边301个0!这个数字比整个宇宙中全部粒子的数目还大得多!亦即,是4;若是3个量子位,则同时状态数是2^3=8……这是按指数规律爆增的数量。  目前的计算机处理的是二进制的“位”(bit),只有两种状态,那么两个量子位都可以处于态叠加的状态,因此它可以同时工作在上述所有的4种状态中,一台量子计算机能够同时具有的状态是2的以量子位为次数的乘幂,那么在任何一个确定的时刻,它只能处于上述4种状态中的一种状态里!当一台量子计算机由联结在一起的10个量子位组成时,它的运算能力就相当于一台具有2^10=1024个开关(位)所构成的传统的计算机。如果一台量子计算机具有一个1000量子位的内存,那么它工作起来就像具有2^位内存的一台传统计算机。10^301,比如一个人,这种叠加态理论上可以是无穷多的,用波长合适的光照射原子一个合适的时间长度,就可能使原子里的电子处于基态与激发态这两种状态中每一种状态各占1&#47,它决定了计算机的存储单元能有多少,基本上就是通常所说的内存有多少位,同时处于的状态数就是2的2次方,2个量子位。设想只有两位内存的最简计算机,它有4种可能的状态:00,还可以同时是1与0的某种叠加状态(由叠加权重的不同。上段中!就像4台传统的计算机并行地联结在一起同时工作。  一般来说!当然,要使1000量子位都处于彼此关联的可控的叠加态之中,要克服的困难实在还有太多,但实际中很难调整权重,一般就是各占一半的权重或说比例)、01、10,但毫无疑问的是,是否能处于一种多状态叠加的情况,一栋楼等等,这是无数实验已经验证了的。例如
量子计算机,早先由理查德·费曼提出,一开始是从物理现象的模拟而来的。可他发现当模拟量子现象时,因为庞大的希尔伯特空间使资料量也变得庞大,一个完好的模拟所需的运算时间变得相当可观,甚至是不切实际的天文数字。理查德·费曼当时就想到,如果用量子系统构成的计算机来模拟量子现象,则运算时间可大幅度减少。量子计算机的概念从此诞生。量子论的一些基本论点显得并不“玄乎”,但它的推论显得很“玄”。我们假设一个“量子”距离也就是最小距离的两个端点A和B。按照量子论,物体从A不经过A和B中的任何一个点就能直接到达B。换句话说,物体在A点突然消失,与此同时在B点出现。除了神话,你无法在现实的宏观世界找到一个这样的例子。量子论把人们在宏观世界里建立起来的“常识”和“直觉”打了个七零八落。薛定谔之猫是关于量子理论的一个理想实验。实验内容是:这只猫十分可怜,它被封在一个密室里,密室里有食物有毒药。毒药瓶上有一个锤子,锤子由一个电子开关控制,电子开关由放射性原子控制。如果原子核衰变,则放出α粒子,触动电子开关,锤子落下,砸碎毒药瓶,释放出里面的氰化物气体,猫必死无疑。这个残忍的装置由奥地利物理学家埃尔温·薛定谔所设计,所以此猫便叫做薛定谔猫。量子理论认为:如果没有揭开盖子,进行观察,我们永远也不知道猫是死是活,它将永远处于非死非活的叠加态,这与我们的日常经验严重相违。物理诺奖得主首次活捉粒子 量子计算机将成可能摘 要: 瑞典皇家科学院9日宣布,将2012年诺贝尔物理学奖授予法国物理学家塞尔日·阿罗什和美国物理学家戴维·瓦恩兰,以表彰他们在量子物理学方面的卓越研究。他说,这两位物理学家用突破性的实验方法使单个粒子动态系统可被测量和操作。他们独立发明并优化了测量与操作单个粒子的实验方法,而实验中还能保持单个粒子的量子物理性质,这一物理学研究的突破在之前是不可想象的。如果你对量子物理感兴趣,推荐你看一本书《量子物理史话》。
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量子计算机基本原理是什么,又长什么样
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(原标题:再谈量子计算机:中国队有何突破;基本原理是什么,又长什么样)
唐旭 安妮 晓查 发自 凹非寺量子位 报道 | 公众号QbitAI继续谈谈量子计算。昨天,中科院召开发布会正式宣布:“世界首台超越早期经典计算机的光量子计算机在中国诞生”。这件事当然要点赞,不过也要有正确的姿势。几个要点有人在激动之余,把这件事理解为“世界第一台量子计算机诞生”,这显然就不对了。也没有正确理解中科大潘建伟、陆朝阳、朱晓波和浙大王浩华等教授,经过长期攻关获得的这一成果。中国这台量子计算机性能如何?通过公开信息可见:■ 目前只有一个单光子的量子模拟机,并且证明了通过量子计算的并行性加速求解线性方程组的可行性。■ 这个科研用的模拟机,性能比人类第一台电子管计算机(1946年诞生)和第一台晶体管计算机(1954年诞生)快10-100倍。实际上,这件事的突破之处体现在以下三个方面:1、 高效率多光子玻色采样在玻色采样这个问题上,量子算法有着指数级的优势。潘建伟团队制造出一台专门计算玻色采样的光量子计算机,在计算三光子、四光子、五光子玻色采样问题时,计算速度比国外同行和早期计算机要快。相关论文:http://www.nature.com/nphoton/journal/vaop/ncurrent/full/nphoton.2017.63.html2、超导电路中实现10比特纠缠和并行逻辑运算就目前已经公开的情况看,是超导量子系统中最多的比特纠缠数,这在全世界也是处于领先的水平。相关论文:https://arxiv.org/pdf/.pdf3、使用超导量子处理器求解线性方程组在四个超导量子比特上,证明了通过量子计算的并行性加速求解线性方程组的可行性。相关论文:https://arxiv.org/pdf/.pdf先说到这里,懂的自然懂,不懂的应该还是不懂……有专业人士给了量子位一个简单的总结:是个很棒的成果,但仍然需要冷静看待。基本原理和现状概况昨天不少读者在后台留言,希望解释一下量子计算机。那么,接下来量子位就强行讲讲量子计算机。目前量子计算机有很多实现的方法,上面潘建伟团队使用的就是超导+多光子的方法。除此以外,还有半导体量子芯片和离子阱等等路径。为了制造量子计算机,谷歌、IBM想出的办法是用超导回路,深耕半导体行业几十年的英特尔希望用传统的硅晶体管,而一家名为ionQ的公司则是使用离子。核心原理无非一个:进入量子力学奇怪和反直觉的世界(包括叠加态以及纠缠、隧穿),加快计算速度。与传统计算机使用0或者1的比特来存储信息不同,量子计算机使用量子比特来存储信息。量子比特存储的信息可能是0、可能是1,或者有可能既是0也是1。量子力学认为,微观物体可以处于一种“似是而非”的状态,即一个原子可以同时处于两种状态。1个量子比特可以存储2种状态的信息,也就是0和1;2个量子比特就可以存储4种状态的信息,3个8种,4个16种。量子计算机的性能随着“量子比特”的增加呈指数增长,而传统计算机按“比特位”呈线性增长。总有那么一个临界点,量子计算机的性能就会超过传统计算机。虽然量子计算机看似美好,但目前还有许多挑战,最大的问题在于这些计算机的精度相比传统计算机实在是低太多了。一些微小的扰动,都可能带来极大的破坏。不久前,在IBM在和ionQ公司的一次量子计算机大比拼中,两家开发的计算机分别只有35%和77%的运算正确率。这还只是5个量子比特的情况,如果是有成千上万个量子比特,那量子计算机恐怕根本不可能得到正确的结果。而且5个量子比特的计算机现阶段远远落后于我们手中的笔记本电脑。长什么样?举个栗子说一千道一万,量子计算机到底社么样?我们来举一个真实的“栗子”:D-Wave。这家加拿大公司是量子计算机界一个充满争议的明星。D-Wave开发出了世界上第一台商用量子计算机。年初,他们推出可以处理2000量子比特的第四代产品:2000Q,售价超过1亿元人民币。设备环境D-Wave 2000Q系统的外壳长宽高大约是3×2×3(米),其包含的硬件包括了复杂的低温制冷系统、防护罩、I/O系统,只为了支持一个指甲盖大小的QPU。制冷系统占据了D-Wave 2000Q的大部分物理体积。量子效应的发生条件是非常严格的。量子处理器(QPU)需要在绝对零度(-273.15℃)附近的温度才能运行——屏蔽磁场、隔离震动和外部因素的干扰都需要绝对零度的低温环境。还要将量子计算机放到比地球磁场弱50000倍(基本相当于没有磁场)、大气压比地球小100亿倍(基本相当于真空)的环境中,以保持量子状态的稳定。这些都是通过闭式循环冰箱实现的,它实现了0.015K(-273.135℃)的低温环境。D-Wave的“干燥”稀释制冷机使用了液氦制冷剂。温度由顶端的室温逐层递减,直到QPU部分接近绝对零度。(50K:-223.15℃,4K:-269.15℃,1K:-272.15℃,100mK:-273.05℃,15mK:-273.135℃,绝对零度:-273.15℃)关于QPUD-Wave的QPU由容纳着若干铌制微型环的晶格组成,每个晶格是一个量子比特。在低于9.2K的温度下,铌会成为超导体并显露量子力学效应。在量子态下,电流会同时向两个方向流动,这代表量子比特正处于叠加状态,即同时处于“0”和“1”两个状态。在问题解决过程的最末端,这种量子叠加态会坍缩回“0”或“1”两种状态的其中一种。实现由单个量子比特到多个量子比特组成的QPU的进步,需要量子比特间的互连以进行信息交换。量子比特之间通过耦合器相连,后者同样是超导体环。量子比特和耦合器之间的互连,和管控磁场的控制电路共同创造了一个可编程的量子元件的集成结构。当QPU得到问题的解决方案时,所有的量子比特会在它们的最终状态下稳定下来,而它们承载的数值将会以比特串的形式反馈给使用者。D-Wave 2000Q系统最多能装下2048个量子比特和5600个耦合器。为了实现这个规模,其使用了128000个约瑟夫逊结,这也让D-Wave 2000Q的QPU在当时成为了有史以来最为复杂的超导集成电路。D-Wave的系统耗能低于25千瓦,其中大部分用于制冷及操控前端服务器。水冷系统的需求和一个厨房龙头所能提供的水量相当,其所需的空调水平是同等规模系统的十分之一。如今百万亿亿次级的超算的耗能大概等同于胡佛水坝所制造的。退火算法与经典的计算方法截然不同,D-Wave的量子计算机,运用量子退火算法来解决问题,即利用真实世界中量子系统的天然倾向来寻找低功耗的状态。如果用一个高低不等的地形图来代表最优解问题,地形图上的每一个坐标代表一种可能的解决方案,而每一点的海拔代表它的功耗,那么最佳解决方案就在山谷最深处最低的那一点上。计算过程通过将量子处理器(QPU)初始化至某一已知问题的基态,同时让系统朝着待解决问题进行退火而完成,这也让其在计算过程中能够自始至终保持低功耗的状态。(广域寻找最低点)计算结束后,每个量子比特都以“0”或“1”的状态呈现,最终的状态就会是待解决问题的最优解或近似最优解。如何编程D-Wave 2000Q系统提供了一个标准的网络API(基于RESTful服务),其客户端库向C/C++、Python、MATLAB语言开放。操作接口允许用户将系统作为网络上的云资源来接入,同时用户也可以选择将其整合进自己的高性能计算环境及数据中心中。为了对系统进行编程,用户得把要解决的问题,映射成在“广域寻找最低点”的模型。用户可以以多种不同的方式向系统提交问题。最终,问题将表现为一组数值,这组数值将与量子比特的权重和耦合器的强度相当。系统会将这些数值和其他用户指定的参数囊括在内,并向QPU发送一道QMI指令。问题的解决方案将会是量子比特所找到的最优配置,即“功耗地形图”上的最低点。这些数值将被返回给网络上的用户程序。量子计算机是概率性的而非确定性的,因此返回给用户的可能是多组数值,它不仅能提供系统寻找到的最佳解决方案,同时也提供其他可供选择的优秀替代方案。用户可以指定系统向自己发送解决方案的数量。D-Wave系统旨在用于对古典计算机进行补充。有很多量子计算机可以协助高性能计算系统(HPC)的例子。另外,量子计算机非常合适离散优化,而HPC在大规模数值模拟中表现更好。能力及应用D-Wave的旗舰产品,是有2000量子比特的D-Wave 2000Q量子计算机,这是世界上最先进的量子计算机之一。这台计算机基于一个新型超导处理器,使用量子力学来大规模加速计算。D-Wave 2000Q最适合解决许多领域中的复杂问题,例如:· 优化· 机器学习· 抽样/蒙特卡洛· 模式识别和异常检测· 网络安全· 图像分析· 财务分析· 软件/硬件检验和确认· 生物信息学/癌症研究D-Wave的首名客户是国防工业承包商洛克希德马丁。这是一家美国航空航天制造厂商,并以开发、制造军用飞机闻名。Lockheed Martin购入了D-Wave的量子运算系统。2013年,谷歌、NASA(美国航空航天局)和USRA(高校空间研究协会)共同创建了量子人工智能实验室,并在NASA的Ames研究中心安装了D-Wave的量子计算机。科学家正在试图探索量子计算的潜力以及在复杂问题处理上的适用范围,如网页搜索、语音识别、规划和调度、空中交通管制、对其他行星的机器人任务的支持和控制。
2015年,谷歌通过对硬件优化的基础测试得到了结果。在D-Wave系统上运行任务显示,“对于涉及近1000个二进制变量的计算中,可以看出量子计算机的性能完全优于传统计算机。比传统的单核模拟计算机快了108倍”。2016年,洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory)申请到了用D-Wave系统研究量子退火技术的应用能力。目前科学家在不同的程序集上已经取得了进展。好啦,量子计算仍然是一个非常前沿的领域,还没有真正实现通用量子计算的程度。所谓的量子霸权,只不过是希望量子计算机有朝一日,能够从性能上超过传统的经典计算机。一切都在快速发展,今天量子位就强行解释到这。
本文来源:量子位
责任编辑:白鑫_NT4464
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