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IBM,量子计算赢得先机!
发布日期:2018-03-12

2017年伊始,打造第一台量子计算机的竞赛正悄无声息的有序展开。谷歌、微软等公司都已发布量子计算机研究计划。微软在该领域成立专门的研究部门,而IBM在这个领域的布局有过之而无不及。

我们知道通用的量子计算机通过利用量子相干叠加的原理,来处理大量数据,理论上具有超快的并行计算能力。其计算能力是现今常规计算机无法企及的。


(图片来源于网络)

但在我们开始讨论软件应用程序开发人员的编程功底对量子机器功能的影响有多大之前,我们需要先建立它们并稳定它们。量子计算机的运算负荷主要依靠量子比特。许多科学家正在应对构建量子比特的挑战,但量子信息是非常脆弱的,需要特殊的技术来保存量子态。

最近有新闻报道,美国情报高级研究项目活动计划(IARPA)与IBM公司达成一致,将提供其科学家多年的研究经费,以加速通用量子计算机模块的研制开发。我们知道热量和电磁辐射会导致量子信息出错。目前研究人员面临的最大的障碍就是如何批量控制可扩展的高质量子,限制由热量和电磁辐射导致的量子误差,从而利用它们来执行复杂的计算。

据IBM介绍,在这样的尺度上构建一个量子计算机所带来的社会价值是惊人的,无论生产、科研还是日常生活,世界将会经历一场颠覆性改变。其可能会大大的缩短发现抗癌药物的时间,从而拯救更多的生命;几何级别增加的机器学习速度可将人工智能带到前所未有的新高度,甚至超过人类,可能会做出连大自然都没有想到的结果。又或者打造一个真正意义上免于网络攻击的云计算系统。


(图片来源于网络)

今年早些时候,IBM科学家通过结合计算机芯片上的晶格中的超导量子比特成功检测到量子误差,而巧合的是,该量子电路设计是目前唯一可以扩展的物理结构。

于是研究的重点将围绕超导量子比特展开,超导量子比特因为具有相对较长的消相干时间和易集成等优点,已经被广泛应用于科学研究的各个领域。常用的超导量子比特有磁通量子比特和电荷量子比特,他们都具有相干叠加性,而且可以实现不同比特间的可控耦合。IBM公司为此专门成立LogiQ计划,其研究团队将着眼于追求利用超导量子比特构建通用量子计算机的领先方法。通过将超导量子比特编码成逻辑量子比特就可以执行真正的量子计算。显而易见的是,打造逻辑量子比特将成为未来更复杂的量子计算系统的基础。IBM研究机构高级副总裁兼总监Arvind Krishna表示:“奇点正在迅速到来,量子计算必将超越理论和实验阶段,逐步走向工程实践和应用。” IBM同时表示,它们已经跟一系列的公司建立了联盟,来探索量子计算的实际应用。联盟成员包括三星、本田、日立金属、佳能等公司。LogiQ计划认为,需要交叉学科共同研究提出新的技术解决方案,更好地处理由于系统缺陷,错误和环境影响而导致的量子信息的脆弱性,才能确保研究走向成功。


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