加拿大量子計算機公司D-Wave System近日宣布,其最新研製出的量子計算機2000Q的計算能力是此前設備的2倍。儘管該新型計算機目前處於最先進的水平,但仍然無法消除很多科學家心頭的疑雲,他們質疑其是否名副其實。
2000Q量子計算機包含約2000個量子比特(qubits),是前一代量子計算機的兩倍。傳統計算機使用比特0和1來處理信息,但量子計算機使用量子比特來處理信息。一個比特的狀態是唯一的,而量子比特則允許同一時刻兩個狀態的疊加。
研究人員認為,「量子疊加」這一「秘密武器」最終或許能使量子計算機的處理能力超越傳統計算機的極限。
據D-Wave公司介紹,他們已經藉助一些專門針對量子設備的問題(比如最優化)對其性能進行了測試,並將結果同運行於基於中央處理器(CPU)和圖形處理器(GPU)設備的同樣算法獲得的結果進行了比較,結果表明,它打敗了一個CPU以及一個2500核的GPU系統。
儘管D-Wave公司言之鑿鑿,但量子計算機領域的一些人士仍然對此持懷疑態度。其實,所謂人紅是非多,這並非D-Wave第一次遭受質疑。
2007年,D-Wave Systems 宣布,他們使用 16 個超導量子比特成功製成量子計算機,舉世震驚。
但其實,D-Wave 的機器並沒有使所有的量子比特發生糾纏,並且不能一個量子比特接著一個量子比特的編程,而是另闢蹊徑,使用了一項名為「量子退火(quantum annealing)」的技術。該技術下,每個量子比特只和臨近的量子比特糾纏。
當時,很多科學家就質疑它是否是真正的量子計算機。批評人士稱,D-Wave 並沒有攻克許多公認的量子計算難題,比如量子糾錯等。
包括谷歌和洛克希德·馬丁公司在內的業界大拿在內的幾家公司,購買並測試了 D-Wave的設備。結果表明,D-Wave的確做到了一些能稱之為量子計算的東西,且在處理一些特定任務時確實比傳統計算機要快。
不管怎樣,D-Wave的設備確實讓人震驚,也讓人看到了量子計算機的巨大潛力,引得谷歌、微軟等技術巨頭競折腰,紛紛斥巨資投身於量子計算機的研製工作。
谷歌的科學家去年宣稱,他們已經證明,D-Wave的設備真的能工作。正如DT君在美國的同事舊金山記者站站長湯姆·西蒙尼特在當時所說的,整個過程中使用的算法可能讓D-Wave比傳統計算機更具備優勢。
而且,就像《自然》雜誌所解釋的那樣:D-Wave使用的量子比特相對來說比較簡單,這使該公司能研製出首臺經濟可行的量子計算機,但成也蕭何敗也蕭何,這種量子比特非常脆弱,且比其他實驗室正在研發的量子比特更容易失去量子狀態。
這就導致很多科學家懷疑,相比傳統計算機,D-Wave公司的設備是否能讓量子計算機的計算能力獲得指數級的提升。
儘管外界議論紛紛,莫衷一是,新計算機已經有了一位買家。D-Wave公司稱,一家名為「Temporal Defense Systems」的公司已經以1500萬美元的價格,購買了一臺2000Q設備,將其用於網絡安全領域。
而且,D-Wave此前研製出的量子計算機也已經在洛克希德·馬丁公司、美國國家航空航天局(NASA)和谷歌攜手組建的人工智慧實驗室(主要進行機器學習方面的研究)、洛斯阿拉莫斯國家實驗室(LANL)以及其他「高大上」的地方找到了用武之地。
與此同時,來自谷歌、微軟、IBM以及多所高校的科學家們正在奮力研製自己的量子計算機,但目前仍然無法製造出經濟可行的設備。
但D-Wave公司表示,它計劃讓其設備中量子比特的數量每兩年翻一番。