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谷歌准备开启量子计算时代

2019-12-21 15:17:21来源:

科技产业的普什图公司(Pushto)开发的大规模量子计算机能够超越当前的硬件,正以突飞猛进的速度向前发展。

谷歌有限责任公司(GoogleLLC)周一发布了一款量子处理器,其中72个量子位(如图)以相当大的幅度名列同类产品之首。亚军是去年由IBM公司制造的芯片,其中包括50个量子位元。

量子位元是比特的量子当量,其区别在于它们表示三个可能的数据值的能力,而不是通常的2、1和零。在假设的大规模量子机器中,这个看似很小的差别可以被大量地加起来。事实上,如此之多,以至于人们相信这样的系统能够解决问题,即使是当今最强大的超级计算机也是如此。

科学家们将这一理论性能优势称为“量子优势”,这正是谷歌希望通过新芯片实现的。该处理器被称为布里斯泰龙(Bristlecone),旨在为该公司的研究人员提供一个实验平台,以探索如何实现量子计算的全部潜力。

将足够多的量子比特集成到芯片上只是需要解决的需求之一。另一项是确保系统能够可靠地处理数据,以保持高精度,鉴于量子位元的脆弱性,这是一项不小的任务。大多数量子处理器对外界干扰非常敏感,所以它们必须保持在接近绝对零度的温度下。

为了提高可靠性,基于谷歌的Bristlecone公司开发了一个早期的9位比特系统,该系统的误差率低至0.6%。该公司还开发了一种专门设计的基准测试工具来测量新处理器的精度。它将允许研究人员用运行在传统硬件上的模拟量子计算机来检查计算。

在一篇博文中,谷歌科学家朱利安·凯利(JulianKelly)写道,我们的目标是让布里斯莱龙与其前一代9位比特的精确度相匹配。他还透露,该公司“谨慎乐观”,它将能够实现量子优势,使用芯片进一步走下去。

这将是一个历史性的突破,也是朝着建造目前只存在于科幻小说中的超功率量子计算机迈出的一大步。这样的机器将使科学家能够在现有硬件不可能的水平上进行研究,但它们也带来了新的风险。据估计,一台4,000位的机器破解了RSA-2048,这是目前用来保护数据的一种加密技术。

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