提到量子計(jì)算，很多人的第一感覺就是很神秘。量子計(jì)算機(jī)利用平行宇宙來計(jì)算、有超強(qiáng)的并行能力、窮舉解決一切問題……等等一些說法讓人越聽越迷茫，同時(shí)也讓量子計(jì)算變得更加撲朔迷離。
與經(jīng)典算法不同，量子計(jì)算雖然操縱的計(jì)算單元也是比特，但是此比特非彼比特。量子比特可以處于0和1兩 種狀態(tài)按照任意比例的疊加，而且按照量子系統(tǒng)的可疊加性，多個(gè)量子比特也可以并行處理運(yùn)算。這樣，量子計(jì)算可以執(zhí)行更加復(fù)雜的計(jì)算。
毫不夸張的說，量子計(jì)算已經(jīng)真正的開始改變世界了，也許下一次技術(shù)革命的序幕已經(jīng)拉開!接下來，我們就一起來看看全球和中國(guó)在量子計(jì)算領(lǐng)域取得了哪些進(jìn)展?
全球量子計(jì)算的發(fā)展
1.IBM多個(gè)里程碑式的發(fā)展
去年，IBM發(fā)布了包含5個(gè)量子比特的計(jì)算機(jī)，正式開始以云計(jì)算服務(wù)的形式提供量子計(jì)算能力。18個(gè)月之后，IBM再次發(fā)布了包含20個(gè)量子比特的計(jì)算機(jī)。上周五，IBM再次挑戰(zhàn)極限，發(fā)布了一臺(tái)處理50個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)。
IBM最初發(fā)布的量子計(jì)算機(jī)重在培養(yǎng)用戶社區(qū)，指導(dǎo)用戶使用這些計(jì)算機(jī)編程，所以都是免費(fèi)提供的。但是近日，IBM宣布量子計(jì)算技術(shù)將實(shí)現(xiàn)商業(yè)變現(xiàn)，這就使我們不得不猜想IBM的量子計(jì)算技術(shù)是否開始走入成熟期了呢?
2.量子計(jì)算全能型選手——微軟
微軟的量子計(jì)算研究基于一種被稱為“拓?fù)淞孔颖忍亍钡牧孔有畔挝?。二十年前?數(shù)學(xué)天才Michael Freedman 加盟微軟理論研究團(tuán)隊(duì)并開發(fā)出首個(gè)拓?fù)淞孔游?，同時(shí)也拉開了微軟布局量子計(jì)算的序幕。
2017年 9 月 25 日微軟 Ignite 大會(huì)上，微軟展示了拓?fù)淞孔游灰约坝布浖鷳B(tài)系統(tǒng)開發(fā)方面取得的進(jìn)展，其中包括與 Visual Studio 深度集成，同時(shí)適用于量子模擬器和量子計(jì)算機(jī)的新型編程語(yǔ)言。拓?fù)淞孔佑?jì)算機(jī)最初的用途之一就是人工智能研究人員利用機(jī)器學(xué)習(xí)，加快訓(xùn)練算法的勞動(dòng)密集型流程。據(jù)微軟首席研究與戰(zhàn)略官 Craig Mundie 透露，如果量子計(jì)算能應(yīng)用于微軟人工智能助理小娜 Cortana ，對(duì)她進(jìn)行算法訓(xùn)練的時(shí)間就有機(jī)會(huì)從一個(gè)月縮短為一天。
微軟對(duì)于量子計(jì)算的準(zhǔn)備并不只有一兵一卒，而是全方位的構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)，具體可參考《量子計(jì)算時(shí)代，微軟已經(jīng)全方位的準(zhǔn)備好了!》
3.走向?qū)嵱没墓雀?/strong>
2009年，谷歌開始投入到量子計(jì)算的研究中，2013年從加拿大創(chuàng)業(yè)公司D-Wave Systems采購(gòu)了一臺(tái)計(jì)算機(jī)，這臺(tái)計(jì)算機(jī)當(dāng)時(shí)被稱作“全球首臺(tái)商用的量子計(jì)算機(jī)”。2017年4月，谷歌稱在年底打造出世界上第一臺(tái)可以超越傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的量子計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)49個(gè)量子比特的操控，實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”。
經(jīng)過多年的研究，谷歌量子計(jì)算逐漸走向?qū)嵱没?，其提出了三個(gè)早期量子計(jì)算裝置的可行商業(yè)化應(yīng)用量子模擬、量子輔助優(yōu)化和量子采樣。并開放了開源量子計(jì)算軟件OpenFermion，用戶免費(fèi)使用，化學(xué)家和材料學(xué)家可以利用谷歌軟件改編算法和方程，使之能在量子計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。
近日，有國(guó)外媒體報(bào)道稱，谷歌宣布與德國(guó)大眾集團(tuán)達(dá)成了量子計(jì)算方面的跨界合作。大眾將與谷歌科學(xué)家們合作，基于谷歌量子計(jì)算平臺(tái)開發(fā)新的模擬和算法模型，進(jìn)一步優(yōu)化交通流量、人工智能(機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)程)以及找到更好的材料和結(jié)構(gòu)來改進(jìn)電動(dòng)汽車的電池技術(shù)。
中國(guó)量子計(jì)算的新發(fā)展
1.世界第一臺(tái)光量子計(jì)算機(jī)
2017年5月3日，中國(guó)科學(xué)院發(fā)布重磅消息：世界上第一臺(tái)超越早期經(jīng)典計(jì)算機(jī)的光量子計(jì)算機(jī)誕生。據(jù)悉，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試該原型機(jī)的取樣速度比國(guó)際同行快至少24000倍，通過和經(jīng)典算法比較，比人類歷史上第一臺(tái)電子管計(jì)算機(jī)和第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度快10倍至100倍。
2.量子計(jì)算云平臺(tái)正式上線
10月11日，阿里云聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院量子信息與量子科技創(chuàng)新研究院(上海)合作的“量子計(jì)算云平臺(tái)”正式上線，旨在提升現(xiàn)有計(jì)算，賦能新興產(chǎn)業(yè)，營(yíng)造量子信息技術(shù)的生態(tài)系統(tǒng)，擴(kuò)充安全，加強(qiáng)量子加密通信技術(shù)。
據(jù)悉，該云平臺(tái)可以在云端為用戶提供量子算法開發(fā)測(cè)試環(huán)境，通過后端連接經(jīng)典計(jì)算仿真環(huán)境和真實(shí)超導(dǎo)量子計(jì)算，同阿里云協(xié)助進(jìn)行網(wǎng)站的搭建和運(yùn)營(yíng)，提供云計(jì)算資源支撐和經(jīng)典計(jì)算的仿真環(huán)境。
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