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摘要:谷歌利用公司最先进的量子计算机梧桐树,通过解决一个被认为对普通机器来说几乎不可能的问题,声称在世界上最强大的超级计算机之上拥有“量子优势”。量子计算机在200秒内完成了复杂的计算。谷歌选择征服的计算相当于生成一个非常长的随机数列表,并对其值进行100万次的检查。量子计算机使用量子比特,或者“量子比特”,它可以同时存在1和0。量子力学的这一奇异结果被称为叠加态,是量子计算机优于经典计算机的关键。
谷歌刚刚在计算机科学上取得了巨大的飞跃。谷歌利用公司最先进的量子计算机梧桐树,通过解决一个被认为对普通机器来说几乎不可能的问题,声称在世界上最强大的超级计算机之上拥有“量子优势”。量子计算机在200秒内完成了复杂的计算。同样的计算甚至需要10000年左右的最强大的超级计算机完成,研究小组由John Martinis,Santa Barbara的实验物理学家Santa Barbara领导,他们的研究发表在星期三(10月23日)的《自然》杂志上。
“很可能经典的模拟时间,目前估计为10000年,将减少改进的经典硬件和算法,”布鲁克斯福克斯,研究生研究员在马提尼斯的实验室,在一份声明中说“但是由于我们现在的速度是现在的1.5万亿倍,我们很乐意宣称这一成就,”他在谈到量子计算机的至高无上地位时补充道,
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量子计算机利用量子力学的惊人物理来解决那些会如果不是不可能的话,对于传统的基于半导体的计算机来说,要解决这个问题是非常困难的。
谷歌选择征服的计算相当于生成一个非常长的随机数列表,并对其值进行100万次的检查。结果是在量子力学之外的一个特别有用的解决方案,但是它对一个设备的处理能力有很大的影响。“KdSPE”强度在不确定的“KDSPs”“KdSPE”“KDSPs”普通计算机中使用“比特”的信息进行计算,它像ON和OFF开关,只能在两个状态中存在:1或0。量子计算机使用量子比特,或者“量子比特”,它可以同时存在1和0。量子力学的这一奇异结果被称为叠加态,是量子计算机优于经典计算机的关键。
例如,一对比特在任何给定时间只能存储四种可能的状态组合(00、01、10或11)中的一种。一对qubit可以同时存储所有四个组合,因为每个qubit同时表示两个值(0和1)。如果你增加更多的量子位,你的计算机的能力会成倍增长。三个量子位存储八个组合,四个量子位存储16个,依此类推。谷歌的新电脑有53个量子位,可以存储253个值,或超过100000000000000(10万亿)的组合。当量子力学的另一个基本的、同样奇异的性质出现时,这个数字变得更加令人印象深刻:纠缠态。
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被描述为“远处的幽灵行为,“在某个时间点相互作用的粒子可能会变得纠缠。这意味着测量一个粒子的状态可以同时知道另一个粒子的状态,而不管粒子之间的距离如何。如果量子计算机的量子比特是纠缠的,它们都可以同时测量。
谷歌的量子计算机由超导金属的微观电路组成,在复杂的叠加状态下纠缠53个量子比特。纠缠量子位产生一个介于0和253之间的随机数,但是由于量子干涉,一些随机数比其他随机数显示得更多。当计算机对这些随机数进行数百万次的测量时,由于它们的不均匀分布而产生一种模式。
对于经典计算机来说,计算这些操作的结果要困难得多,因为它需要计算处于253种可能状态中的任何一种的概率,其中53种状态来自量子位数-eFoxen说:“量子计算是人们对量子计算感兴趣的原因,”
利用量子纠缠和叠加的奇怪特性,马丁尼的实验室在200秒内用梧桐树芯片产生了这种分布模式,”
在纸上,很容易就能说明为什么量子计算机能胜过传统计算机。在现实世界中演示这个任务是另一回事。虽然经典计算机可以在其处理器中堆叠数百万个操作位,但量子计算机却难以扩展其可操作的量子位数量。纠缠量子位在短时间后变得不纠缠,容易受到噪声和错误的影响。
虽然谷歌的这一成就无疑是量子计算领域的一项壮举,但该领域仍处于起步阶段,实用量子计算机仍遥遥无期,研究人员说:
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