將迎來沒有遺傳病的世界,新量子算法比當今計算機快100000000倍

2020-07-30 量子客

過去的很多文章裡,眾多行業專家反覆提到,量子計算在多領域都有著巨大的潛能,比如金融、交通、化學模擬、航空領域等。但是在落地應用層面,各方的表述不那麼「具體」。


截止目前,尚沒有公司機構真正對外宣布,用量子計算解決了某項非常有用的問題,並超越傳統電子計算機。雖然谷歌在他們的量子計算機上驗證了量子系統具有壓倒式的優越性,但是解決的問題,在實際應用中是「無用」的。


近日,維吉尼亞大學醫學院的研究人員傳來消息,他們開發出了一種新量子算法,可對基因組數據進行分類,其速度比經典計算機快了近一億倍。作者給出了他們的分類數據,如使用4個DNA構造塊進行分類,經典計算機將執行30億次操作,才能對樣本進行分類,而通過新的量子算法則只需要執行32次。筆者整理內容時,以為數據有誤,畢竟32與30億的差別過大,其速度快了近1億倍。

將迎來沒有遺傳病的世界,新量子算法比當今計算機快100000000倍

圖1 | DNA視圖


這看起來像虛假的數據,但是如實的在這個團隊的工作中展現了出來,這將有助於科學家整理基因研究所需的大量數據,從而顛覆性的推進遺傳學研究領域的進步。


該研究已發表於《Quantum Machine Intelligence》,其主要作者Stefan Bekiranov 博士對外分享時稱該研究將使研究人員能夠使用量子計算機來研究遺傳疫病。該算法將有助於推動量子計算算法的發展,同時推動遺傳研究領域的發展。

將迎來沒有遺傳病的世界,新量子算法比當今計算機快100000000倍

圖2 | 論文(來源:springer)


和過去的算法一樣,該算法技術目前面臨的挑戰在於量子計算機尺寸的局限。當前,量子計算機處於發展初期,沒有足夠的硬體去執行類似的算法。但是,陸續開發出的大規模多邏輯比特的量子計算機,將會友好的執行,從而根本徹底的改變人類的生活。


該項研究是維吉尼亞大學醫學院的研究人員,通過接受量子物理學相關的知識訓練,然後將量子物理學的相關知識與醫學院的生物化學和分子遺傳學相結合而得出的產物。


這項研究由美國國立衛生研究院國家心理健康研究所資助,也是第一個發表的量子計算機研究,他們希望通過這種方式的結合使量子計算賦能醫學領域。而今看來,成果斐然。美國正是看中這種將量子技術與相關領域相結合的各種可能性,所以廣撒網,才有了這項研究的誕生。


令筆者震驚的是,該算法的創建研究,並不是來自於物理或計算機科學系的人員,而是來自醫學院的研究人員。也即是說,該算法並非由開發量子計算背景的人員所開發,而是由直接面對問題的研發人員懂得量子技術後所開發。


這非常重要,因為任何先導技術,都需要落地到具體的應用場景中去,才會發揮出真正影響力。而真正理解自身業務的必然是這些直接解決問題的人們,而不一定是建造量子計算機科學家團隊或公司。

聲明:此文出於傳遞高質量信息之目的,若來源標註錯誤或侵權,請作者持權屬證明與我們聯繫,我們將及時更正、刪除,所有圖片的版權歸屬所引用組織機構,此處僅引用,原創文章轉載需授權。

相關焦點

  • 拿到「量子霸權」,中國量子計算機比前世界第一快一百萬億倍
    76個光子的量子計算原型機「九章」由中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊與中科院上海微系統所、國家並行計算機工程技術研究中心合作研製,它實現了具有實用前景的 「高斯玻色取樣」任務的快速求解。根據現有理論,「九章」對於處理高斯玻色取樣的速度比目前世界排名第一的超級計算機「富嶽」快一百萬億倍,等效地比谷歌去年發布的53比特量子計算原型機「懸鈴木 」快一百億倍。
  • 中國「九章」問世,比最快的超級計算機快一百萬億倍
    根據現有理論,在「高斯玻色取樣」任務中,「九章」一分鐘完成的任務,超級計算機需要一億年。圖為光量子幹涉實物圖。根據目前最優的經典算法,「九章」對於處理高斯玻色取樣的速度比目前世界排名第一的超級計算機「富嶽」快一百萬億倍,等效地比谷歌去年發布的53比特量子計算原型機「懸鈴木」快一百億倍。量子計算機在原理上具有超快的並行計算能力,可望通過特定算法在密碼破譯、大數據優化、藥物分析等方面,相比經典計算機實現指數級別的加速。
  • 九章量子計算機是什麼?九章比美國量子計算機快100億倍!
    就在今天,中國成為全世界第二個擁有量子計算機的國家,該量子計算機的名字為九章,並且比美國谷歌的懸鈴木要快100億倍!那麼這么九章量子計算機是什麼?到底有什麼用呢?什麼是量子計算機?量子計算機是一種通過量子力學規律進行高速數學、邏輯運算、儲存和處理量子信息的裝置,當該裝置處理的和計算的都是量子信息並且運行相關的量子算法時,它就是一臺真正的量子計算機。量子計算機對於目前最頂尖的超級計算機來說,運行速度要快,處理信息的能力更強,應用的範圍也比超級計算機要廣!
  • 它叫「九章」比現在最快的計算機快100億倍
    12月4日,中國科學技術大學宣布該校潘建偉等人成功構建76個光子的量子計算原型機「九章」,求解數學算法高斯玻色取樣只需200秒,而目前世界最快的超級計算機要用6億年。這一突破使我國成為全球第二個實現「量子優越性」的國家。 「量子優越性像個門檻,是指當新生的量子計算原型機,在某個問題上的計算能力超過了最強的傳統計算機,就證明其未來有多方超越的可能。」
  • 比美國快百億倍!我國量子計算機領先全球,美專家:劃時代的成果
    據媒體報導,「九章」由中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽組建的研究團隊牽頭合作,構建了76個光子的量子計算原型機,在面對「高斯玻色取樣」算法的時候只需要200秒就能夠迅速解決,而目前世界上最快的超級計算機要花6億年的時間,根據等效換算,
  • 中國量子計算原型機「九章」問世 比超級計算機快一百萬億倍
    根據現有理論,該量子計算系統處理高斯玻色取樣的速度比目前最快的超級計算機快一百萬億倍。根據目前最優的經典算法,「九章」對於處理高斯玻色取樣的速度比目前世界排名第一的超級計算機「富嶽」快一百萬億倍,等效地比谷歌去年發布的53比特量子計算原型機「懸鈴木」快一百億倍。同時,通過高斯玻色取樣證明的量子計算優越性不依賴於樣本數量,克服了谷歌53比特隨機線路取樣實驗中量子優越性依賴於樣本數量的漏洞。
  • 比美國快一百億倍,「九章」量子計算機為何強大至此?
    去年,美國的「懸鈴木」量子計算機實現了53個量子比特,在態空間隨機採樣算法上,對一個實例執行100萬次需要200s,而對於同樣的任務,要達到同樣的保真度,採用目前最強的超級計算機大約卻需要近乎一萬年。 由此可見,量子霸權不是說著玩的,比你強那就是強幾千萬甚至幾億倍,經典計算機永遠無法追趕。
  • 超級計算機的100萬億倍!中國量子計算機「九章」為何這麼快?
    新京報貝殼財經訊(記者 羅亦丹)12月4日,由中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊構建了76個光子的量子計算原型機「九章」,該計算機處理特定問題的計算能力比目前最快的超級計算機快一百萬億倍,比2019年穀歌發布的53個超導比特量子計算原型機「懸鈴木」快一百億倍。
  • 超級計算機的100萬億倍!中國量子計算機「九章」為何這麼快?
    新京報貝殼財經訊(記者 羅亦丹)12月4日,由中國科學技術大學潘建偉、陸朝陽等組成的研究團隊構建了76個光子的量子計算原型機「九章」,該計算機處理特定問題的計算能力比目前最快的超級計算機快一百萬億倍,比2019年穀歌發布的53個超導比特量子計算原型機「懸鈴木」快一百億倍
  • 世界第一!我國量子計算機問世,比谷歌「量子霸權」快100億倍
    最近真的是好消息不斷,除了嫦娥五號成功取樣、點火上升離開月球,我國又有一項全新的科研成果傳來:我國科學家成功構建了76個光子量子計算原型機「九章」,比谷歌「量子霸權」快100億倍!什麼是量子計算機?給大家看一個例子,拿這次我國科學家新研發出來的「九章」來說,它在求解數學算法高斯玻色取樣方面,只需要200秒的時間就可以完成。而即使是目前世界上最快的超級計算機,想要解答,則需要6億年的時間。200秒和6億年的對比,差別顯而易見,所以,在很多科研領域,包括未來和人類發展息息相關的多個領域,量子計算機的應用都是非常重要的,也是人類發展的趨勢之一。
  • 中國實現量子計算第一個裡程碑:原型機「九章」比最快的超級計算機快一百萬億倍
    根據現有理論,該量子計算系統處理高斯玻色取樣的速度比目前最快的超級計算機快一百萬億倍(「九章」一分鐘完成的任務,超級計算機需要一億年)。這一成果使得我國達到了量子計算研究的第一個裡程碑:量子計算優越性,即量子霸權。與傳統的CPU不同,由於量子的特性多一個量子比特其整體的表示能力將翻倍。量子霸權是量子計算機能夠解決經典計算機實際上無法解決的問題的潛在能力。
  • 世界上性能最強的量子計算機來了
    託尼說:「就原子有多小而言,如果您將手捧成一個球,那麼您將擁有約一萬億億個原子。」同時,有很多設備可以控制量子計算機。控制系統對於精確操縱數百個獨立的電信號是必要的,這些電信號以量子信息算法所用的複雜舞蹈形式移動離子(量子位)。
  • 比最快超級計算機快一百萬億倍!實現量子計算優越性裡程碑
    根據現有理論該量子計算系統處理高斯玻色取樣的速度比目前最快的超級計算機快一百萬億倍量子計算機在原理上具有超快的並行計算能力,可望通過特定算法在一些具有重大社會和經濟價值的問題方面(如密碼破譯、大數據優化、材料設計、藥物分析等)相比經典計算機實現指數級別的加速。
  • 比超級計算機快一百萬億倍!中國科學家實現「量子計算優越性」
    根據現有理論該量子計算系統處理高斯玻色取樣的速度比目前最快的超級計算機快一百萬億倍(「九章」一分鐘完成的任務,超級計算機需要一億年)等效地其速度比去年穀歌發布的53個超導比特量子計算原型機「懸鈴木」製圖:陸朝陽,彭禮超量子計算機在原理上具有超快的並行計算能力,可望通過特定算法在一些具有重大社會和經濟價值的問題方面(如密碼破譯、大數據優化、材料設計、藥物分析等)
  • 生命的計算機:螞蟻、蜜蜂和算法
    Wilson)做過一個非常出色的心理學實驗,他將死螞蟻分泌的外激素塗在一隻活螞蟻身上。很自然,其他螞蟻把這隻有用的活螞蟻拖出了巢穴,儘管它在整個過程中不斷地踢腿和掙扎。這就是螞蟻的大腦。它擁有的反應程序特別簡單,平時運轉是沒有問題的,但在許多情況下,螞蟻只會生搬硬套地根據這個程序作出機械反應。
  • 中國量子計算原型機 "九章" 問世,比超級計算機快百萬億倍
    比當前最快超級計算機,快一百萬億倍那麼,量子計算原型機 "九章" 有多牛呢?按官方說法,根據現有理論,該量子計算系統處理高斯玻色取樣(Gaussian Boson Sampling)的速度,比目前世界上最快的超級計算機快一百萬億倍。據《知識分子》報導,「高斯玻色採樣」 是一種複雜的採樣計算,其計算難度呈指數增長,很容易超出目前超級計算機的計算能力,適合量子計算機來探索解決。
  • 我國量子計算機誕生,比美量子計算機快多少?軍事領域有什麼用?
    在人們的傳統認知當中,世界其實是由物質構成的,但是量子理論的出現,很有可能會推翻人們的這種傳統認知,將哲學上升到一個全新的高度上去。近些年我國也在研製自己的量子技術,經過我國科學家幾年的研究與努力,就在上個月,我國的量子計算機技術再一次得到了突破,我國自行研製的量子計算機「九章」誕生。
  • 重磅:比超級計算機快一百萬億倍?潘建偉最新演講詳解「量子」
    一般指的是在某個任務上,量子計算可以解決經典計算機無法解決的問題,或者速度上相比經典計算機有指數級的提升。實現困難在於對量子比特的操縱需要達到一定數量,同時要進行精準操縱,是國際學界多年來競相追逐的一個裡程碑式轉折點。
  • 比目前最快的超級計算機快一百萬億倍
    ,成功研製出量子計算原型機「九章」,其處理特定問題的速度比目前最快的超級計算機快一百萬億倍。實驗結果顯示,「九章」處理特定問題的速度比目前世界排名第一的超級計算機「富嶽」快一百萬億倍,同時也等效地比谷歌去年發布的53比特量子計算原型機「懸鈴木」快一百億倍,成功實現了量子計算領域的第一個裡程碑——量子計算優越性。中國科學院院士 中國科學技術大學教授 潘建偉:「九章號」展示了量子計算的強大算力。
  • 計算速度比超級計算機快100萬億倍
    當前,研製量子計算機已成為世界科技前沿的最大挑戰之一,成為歐美各發達國家角逐的焦點。攝影:馬瀟漢,梁競,鄧宇皓根據目前最優的經典算法,「九章」對於處理高斯玻色取樣的速度比目前世界排名第一的超級計算機「富嶽」快一百萬億倍,等效地比谷歌去年發布的53比特量子計算原型機「懸鈴木