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腊肉怎么做好吃-量子霸权之争

海外新闻 时间: 浏览:192 次

​这一个月以来,量子核算都匀天气预报机范畴招引了许多人的重视,由于关于谷歌现已完结了人们期待已久的里程碑——“量子霸权”(也被称为”量子优越性“)的音讯迅速传播。“量子霸权”是加州理工学院的理论物理学家John Preskill在2012年提出的一个词,他想用它来描绘当量子核算机终究逾越最先进的超级核算机的时刻。

而在刚宣告于《天然》杂志的论文中,谷歌正式宣告他们在量子核算上完结了这一豪举。他们的结果标明:量子核算机现已达到了能够履行任何经典核算机都无法与之对抗的核算使命的境地。这意味着与经典核算机比较,量子核算机在履行某些使命方面具有固有的优势。

是的,量子核算机并非在任何方面都快于经典核算机。咱们知道,量子核算机拿手分化大的数字、模仿如杂乱分子一类的物理体系。但在大都情况下,它们并不具有什么显着优势。目前为止,研究人员仍在探求量子核算终究能够加快哪些类型的核算,以及加快多少。

○ 谷歌宣告他们研发的量子核算机(左)现已完结了腊肉怎么做好吃-量子霸权之争量子霸权,这意味着在一些特定的使命上它能够逾越世界上最快的超级核算机——IBM的Summit(右边)。但IBM并不赞同这一说法。|腊肉怎么做好吃-量子霸权之争 图片来历:Google/OLCF

但是关于谷歌的声明,它在量子核算方面最主要的竞争对手IBM却宣告了质疑。IBM以为,谷歌并没有打破量子霸权这一关卡。在周一发布的一篇论文中,IBM供给了依据证明腊肉怎么做好吃-量子霸权之争——世界上最强壮的超级核算机简直能够与谷歌的量子核算机齐头并进。

那么,为什么会呈现这种紊乱的局势呢?莫非这样严重的里程碑式打破不该该是巨大而清楚的成果吗?但是事实是,谈到量子霸权,它涉及到许多奇妙之处,这远比一个“科学革新”的抢手头条要杂乱得多。

量子核算机现已开展了几十年了,经典核算机在核算时运用的是比特,也便是只需1和0两种状况;而量子核算机用来编码信息的是量子比特(又称为量子位),它能够一起处于多种状况腊肉怎么做好吃-量子霸权之争。

量子比特的行为遵从着量子力学中的那些奇特规矩。量子核算机的方针便是运用这些特性来进行远超出任何一般核算机才干的核算。但多年来,量子核算机的核算才干一向难以与一般核算器比美。

关于Preskill所提出的“量子霸权”一词,从事相关范畴的专家对它的含义持有不同的观点。这便是为什么谷歌宣称它现已取得了量子霸权,而IBM说它还没有。

在解说量子霸权意味着什么之前,咱们有必要先阐明,量子霸权不意味着量子核算机能够履行经典核算机不可能完结的核算的时刻。这是由于,理论上说,只需有足够多的时刻,经典核算机终究都能够履行量子核算机可履行的任何核算。

相反,大大都专家将量子霸权解说为量子核算机履行了一个在所有实践用途上看,经典核算机都无法与之比较的核算的时刻。这正是谷歌和IBM之间不合的症结所在,由于“有用”是一个含糊的概念。

在《天然》杂志上的那篇论文中,谷歌宣称他们的Sycamore处理器用200秒的时刻,完结了一项世界上最好的超级核算机需求1万年才干做到的核算,而这台世界上最好的超级核算机恰好是IBM的Summit。1万年并非一个实践的时刻规模。但IBM现在以为,占地面积相当于两个篮球场大的Summit能够在2.5天内完结核算。

谷歌坚持以为他们做出的1万年的估量是正确的,不过一些业界的的核算机专家以为IBM给出的时刻腊肉怎么做好吃-量子霸权之争可能是正确的。

假如假定IBM是对的,那么2.5天是一个实践的时刻量吗?或许它适用于某些使命,但必定不适用于其他使命。因而,当核算机科学家议论量子霸权时,他们一般会有一个更准确的主意。

核算机科学家会区分在“快”的多项式时刻和“慢”的指数时刻内运转的程序。即便让快速的程序处理一个非常大的数字,它仍能坚持快速。当需求处理的问题变得更大时,运转缓慢的程序会以指数级的折损速度。

在新的论文中,谷歌演示了他们运用53个量子比特的量子核算机在快速多项式时刻内履行某种特定的核算(称为“随机量子线路采样”)。与此一起,没有依据标明任何传统的经典核算机能够在比慢指数时刻内更好地履行相同的使命,而这比前文说到的时刻规模要重要得多,无论是2.5天仍是1万年。

芝加哥大学的William Fefferman说:“实践的时刻估量并没有很重要,我不以为(IBM的论文)会使谷歌提出的任何中心建议失效,除了1万年的预算之外。”

重要的是,谷歌采用了彻底有别于经典核算机的方法来处理核算问题。这一不同意味着,每逢它的量子核算机哪怕仅仅增加了一个量子比特,经典核算机的体积就必须翻倍才干跟上它的速度。当量子核算机完结70个量子比特时——这是在未来几年内就可能发作的事——一个经典的超级核算机就需求占有一个城市的面积才干跟上。

有人说,在谷歌宣告完结量子霸权之后,经典核算机和量子核算机之间的联系就像20世纪90年代的国际象棋冠军卡斯帕罗夫和IBM的“深蓝”超级核算机之间的联系。卡斯帕罗夫能够相持一段时刻,但很显着,他很快就会无可挽回地被他的算法对手逾越。

参阅来历:

https://www.quantamagazine.org/google-and-ibm-clash-over-quantum-supremacy-claim-2腊肉怎么做好吃-量子霸权之争0191023/

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1666-5

https://www.ibm.com/blogs/research/2019/10/on-quantum-supremacy/