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白金国际娱乐城lm0:谷歌低調宣稱“量子霸權”遭打臉,人類離量子時代還有多遠?

發布時間:2019-11-30 ?? 瀏覽:次

上海鼎红国际娱乐会所 www.nczod.com 1903年12月17日,在北卡羅來納州的基蒂霍克,奧維爾·萊特駕駛著他和兄弟威爾伯一起建造的飛行器飛行。12秒后,奧維爾經歷了一次顛簸的著陸,他的旅程結束了,而飛機時代就此開啟。

但對于當時的報紙讀者來說,他們可能都沒意識到發生了什么歷史性事件。一篇關于萊特兄弟的文章被廣泛轉載,標題謹慎地寫著“看來是一次成功”,并表示這個消息“令人興奮”,但文章并未將奧維爾的短暫飛行視為人類具有里程碑意義的時刻。甚至幾年后,另一個故事將萊特兄弟描述為“迄今為止最成功的飛行器的發明者”。

說到這兒,我不禁聯想到了谷歌在今年10月受到的近乎冷淡的對待,當時谷歌發表了一篇研究論文,稱其在加州Goleta的研究團隊使用了實驗性量子計算機,其處理器被稱為“ Sycamore”,可以在200秒執行一個隨機數生成工作。據其稱,即使是如今最快的傳統超級計算機也需要1萬年才能完成上述工作。

谷歌的科學家們宣稱,他們已經取得了“量子霸權”,建立了一個量子系統,能夠完成傳統計算機根本無法完成的任務——除非你愿意為了一個結果等上一萬年。多年來,量子觀察家們一直在等待這樣一個時刻的到來,他們在談論這個時刻時,往往會提到萊特兄弟。

但是當谷歌在正式宣布它的成就時(該消息在一個月前泄露),它的量子計算競爭對手IBM已經宣稱量子霸權時刻還沒有到來。該公司表示,安裝在橡樹嶺國家實驗室的最先進的200-petaflop IBM超級計算機可以在兩天半內執行谷歌的基準任務。這遠不及Sycamore的速度快,但也足以成為一個合理的選擇。

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圖源:谷歌

對于大部分人來說,裁定谷歌和IBM的意見分歧,是一項不切實際的任務。但是,量子霸權的理念,以及它如何與過去技術進步的決定性時刻相對應,還是值得思考的。

這里需要考慮到一些技術細節。

從1956年的UNIVAC 1到你口袋里的智能手機,再到今天最強大的超級計算機,“傳統計算機”囊括了一切基于傳統的1和0的數字運算。相比之下,量子計算機利用完全不同的概念、物理和技術,其基本構件是一個量子比特或量子位——它可以表示1、0或同時表示兩者。這使它們有潛力以傳統計算機無法匹敵的速度執行艱巨的計算任務。

即使你認同IBM的立場,即它的超級計算機本可以在兩天半內完成谷歌的基準測試,而不是用一萬年的時間,但谷歌的Sycamore僅用200秒就完成了測試,這一事實應該會激發你對量子計算潛力的興趣。

但“量子霸權”這個詞本身就具有一種劃時代的終局性,仿佛它的實現將立即迎來傳統計算機的末日。谷歌在圣巴巴拉的實驗,即使從最有利的角度來判斷,也沒有做到這一點。正如IBM的反駁所指出的那樣,未來更有可能涉及到傳統計算機和量子計算機的協同工作。

“量子霸權”一詞最初由加州理工學院的教授John Preskill創造并解釋,Preskill教授在2012年發表的論文中表示,量子霸權不是一個拐點,而是一個新時代的鑰匙。

在谷歌、IBM和其他地方進行的量子計算機研究的全部目標,是制造出能夠處理傳統計算機根本處理不了的任務的計算機,這些任務具有改變世界的意義,例如對復雜的分子進行建模。

相比之下,谷歌的隨機數字練習相對平淡,除了那部分只需要200秒。該項目理論團隊的負責人Sergio Boixo稱其為“量子計算機的‘Hello World’程序”,相當于程序員用一種新語言進行超級簡單的編程練習,只是為了確認一切都在按照預期進行?!罷饈俏頤竅胱齙牡諞患?,”他解釋道。

盡管谷歌為自己贏得了量子領域的最高獎項,但它也承認,在量子機器廣泛應用之前還有大量工作要做。

在量子計算機領域,有兩個終極問題正待解決,畢竟如果這兩個問題不解決,一切都是白搭。其一就是量子精度的問題,由于各種復雜的原因,量子計算機的錯誤率非常高,可能計算100次10+10這種簡單問題時,就有一次會出錯,但值得注意的是,一直用量子霸權做噱頭的谷歌,卻從未公開表示在這方面有所突破,因此,谷歌這臺量子計算機的運算正確率可能令人堪憂。

另一個問題就是量子擴展性的問題,量子計算機的量子位越高,整體運算精度反而卻會出現下降,就目前來看,尚不清楚谷歌的量子計算機是多少位,也不清楚谷歌是否真正攻克了這個阻礙人類進步的難題。

硬件團隊的一名成員Marissa Giustina用一塊白板畫出了一條時間線,顯示出目前距離容錯、糾錯的量子計算機成為主流現實還不到一半的時間。

歸根結底,我們不應該以谷歌的量子計算機是否淘汰了其他計算方法來評判它,就像我們不應該糾結于萊特是否扼殺了熱氣球一樣。

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圖源:谷歌