Google的Sycamore击败了顶级超级计算机以实现“量子至上”

Google开发的一台量子计算机在花了200秒钟以解决一个复杂的问题之后,实现了“量子至上”,该公司说,该问题将花费超级计算机10,000年才能解决。

Google开发的一台量子计算机在花了200秒的时间来解决一个复杂的问题之后,实现了“量子至上”,该公司表示,该问题将花费超级计算机10,000年才能解决。

在周三发表的博客文章中,Google的科学家将这一成就描述为量子计算中的“重要里程碑”,该成就表明该公司的设计“朝着正确的方向发展”。尽管如此,Google的Quantum计算机(称为Sycamore)的成功并不意味着我们都将很快切换到量子计算机。部分原因是“量子至上”一词有些误导。

但是首先,快速查看量子计算机的功能。

量子计算机如何与传统计算机不同

像传统计算机一样,量子计算机生成二进制代码以执行计算功能。但是,与其像传统计算机那样使用晶体管来表示和零,而是使用量子位量子块或“ Qubits”。

Qubits是非常小的硬件,其作用像亚原子颗粒,使用量子现象,例如纠缠,叠加和干扰。 Qubits可以代表一个和零。但是,由于叠加,量子位也能够同时代表多个状态,这意味着它们可以比传统计算机快得多。这就是帮助Sycamore最近优于超级计算机的原因。

Sycamore实现了“量子至上”,这发生在量子计算机可以做传统计算机无法做到的事情时。为了通过此基准,Google工程师Pit Sycamore反对全球领先的超级计算机Summit,该基金会位于田纳西州的Oak Ridge国家实验室。

马萨诸塞州理工学院的物理学家威廉·奥利弗(William Oliver)在“新闻和观点”文章中写道:“目前,峰会是全球领先的超级计算机,能够每秒进行约2亿美元的运营。” Sycamore和Summit涉及一项高度特定的任务,该任务是专门设计的,旨在为像Sycamore这样的量子计算机提供竞争优势。

击败世界领先的超级计算机

任务涉及估计处理器比其他处理器更频繁地产生一些“斑点”的可能性。当您继续向方程式添加信息时,传统计算机很难进行计算。 (您可以在此处阅读有关实验的更多信息。)

“我们进行了一套固定的操作,将53个Qubits纠缠于一个复杂的叠加状态,” Martinis Group的研究生研究员Ben Chiaro进行了实验,他告诉Science Daily。 “这种叠加状态编码概率分布。对于量子计算机,制备这种叠加态的方法是通过在微秒的问题中对每个量子脉冲应用一数十对照脉冲来实现的。我们可以通过在200秒内测量一百万次来准备并从该分布中进行采样。”

“对于古典计算机,计算这些操作的结果要困难得多,因为它需要计算在2^53个可能的状态中的任何一种,其中53位来自量子数的数量 – 指数缩放是为什么人们对量子计算开始感兴趣,”马提尼酒集团的另一位研究生研究员布鲁克斯·福克森(Brooks Foxen)告诉《科学日报》。 “这是通过矩阵乘法来完成的,这对于矩阵变大,这对于古典计算机来说是昂贵的。”但是,该任务的特定性质使一些人质疑诸如Sycamore之类的量子计算机的实用性。

Google工程总监Hartmut Neven在周三的新闻发布会上说:“我们听到很多批评是我们解决了这个人为的基准问题 – [Sycamore]还没有做任何有用的事情。” “这就是为什么我们喜欢将其与一个爆发时刻进行比较。 Sputnik也没有做太多。它所做的就是圆形。然而,这是空间时代的开始。”

量子计算的概念证明

尽管在我们看到量子计算为日常设备供电的量子计算之前可能需要数十年,但Sycamore是一种概念证明,即存在一种计算形式,其可能会比传统计算高得多。

原创文章,作者:小彭山,如若转载,请注明出处:http://www.dsonekey.com/4536.html

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