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重新安装浏览器，或使用别的浏览器摘要：如果量子计算机能够 1) 解出无法被传统计算机破解的人工难题或 2) 有效操纵50个左右量子比特，即实现了相对传统计算机的“量子霸权”。据外媒，谷歌和微软将于近期宣布在量子计算领域的重大突破。
*本文来自华尔街见闻（微信ID：wallstreetcn），作者张一苇。更多精彩资讯请登陆，或下载华尔街见闻APP。*
与AI（Artificial Intelligence，人工智能）、5G、无人机以及AR（Augmented Reality, 增强现实）的公众热度相比，从理论提出发展到现在已逾35年的量子计算 (quantum computing) 领域显得颇为冷清。
但与公众的一知半解相比，学术界与科技巨头却在紧锣密鼓地推进量子计算的相关研究，并且距离“临界点”越来越近。据英国金融时报，微软和谷歌将于近期宣布在该领域的重大技术突破。
究竟什么是量子计算？
传统计算机的基本数据单位是比特，而量子计算机以量子比特 (quantum bits/ qubits) 衡量。当比特只能实现对二进制数据0或1两者其一的呈现时，量子比特利用量子物理学上的叠加 (superposition) 现象，可以实现对0和1两种状态的“同时”呈现。
传统二进制比特和叠加现象下的量子比特
在两个量子比特之间存在的量子纠缠（entanglement）现象，理论上可以实现极多线程的平行计算，甚至跨越空间限制的即时通讯。
量子计算在实际应用上之所以还面临目前的瓶颈，是因为量子计算需要克服环境噪声、比特错误和实现可容错的普适量子纠错等一系列难题，真正的量子计算机研发挑战巨大。
追逐“量子霸权” 微软和谷歌要后来居上
近来，科技巨头纷纷宣布重要进展。除IBM的50量子比特计算机原型，。但这些企业没有发布详细性能报告，用词离不了“原型”和“测试”，更没有宣称已经实现“量子霸权” 。
有观点认为，如果量子计算机能够 1) 解出无法被传统计算机破解的人工难题或 2) 有效（即在叠加、纠缠之后仍可容错的前提下）操纵50个左右量子比特，即实现了相对传统计算机的“霸权”。这种“量子霸权” (quantum supremacy) 正是各科研机构竞相追逐的目标。
谷歌选择了前者。2017年4月，谷歌公布其实现“量子霸权”的路线图，声称将在2017年终前，利用49量子比特的模拟系统攻克传统计算机无法解出的难题，并将于近期披露相关论文。金融时报援引南加州大学教授、量子计算领域专家Daniel Lidar称，若谷歌能够成功实现这一壮举，意味着“计算领域出现新的‘第一次’，量子计算机将跨过一道重要门槛”。
而微软则选择了后者，并将其研发重点放在了“有效操纵”上。金融时报援引微软量子团队主管Todd Holmdahl称，微软“已经非常接近”宣布其第一个有效量子比特。虽然在规模上远落后于其他业界竞争对手——IBM早在1998年就宣布其完成了第一个量子比特原型——但微软试图在“质量”上超越对手。
微软的量子比特设计试图攻克该领域最大的障碍之一——普适量子纠错（error-correction）。量子比特从性质上来说就极不稳定，其量子态只能维持极短的时间，而要经过大量对环境噪声和比特错误的后期处理才能解读出非常有限的计算结果。
微软另辟蹊径，希望通过将呈现量子态的电子“打碎”，实现在多处同时存储同一信息的能力。即便量子比特的一部分失真，其所包含的信息并不会因此丧失，使得整个系统的稳定性大大提高。微软将这种内含纠错特性的新型量子比特称作“拓扑量子比特” (topological qubits)，并相信新机制将令他们大大超越目前的业界水平。Holmdahl称，
[其他机构采用的不稳定量子比特]内含非常多的错误，最后只能前功尽弃。他们需要上千甚至上万个量子比特，而我们只需要这一个，因为我们的纠错能力远超过他们。
而完成第一个有效量子比特，也仅是微软漫漫长路上的第一步。目前的量子计算技术要完全代替传统计算机产业，满足商业化的规模生产需求，还为时尚早。
文/ 王懿君
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暂无简介 总篇数 897 粉丝 7316　　在近日的美国物理学会上，Google实验室的公布了最新一代量子处理器Bristlecone，Bristlecone是一款72位量子位处理器，错误率只有1%。这款处理器不仅能够帮助科学家们进行量子模拟的探索，还能够在量子机器学习上有所应用。　　最为重要的是，Google实验室谨慎且乐观的认为：如果一切运行良好的话，量子霸权将在未来几个月到来。Google为何我们需要量子计算机　　按照摩尔定律，计算机的计算力将永远增长，但事实并非如此。　　随着工艺的提升，CPU的工艺在纳米级上越来越小，它有可就会变成一个原子大小，而任何纳米管和传统工艺都将对此毫无办法。此外数量的增加会带来很多问题，晶体管之间的漏电情况加剧，影响晶体管的正常工作，同时芯片会消耗更多的电力，产生更多的热量。晶体管增长（图源：维基百科）&　　聪明的你可能会想到，为什么不增大CPU的面积以放下更多的晶体管呢？事实是，更大的表面积在带来更好散热效果的同时，也需要更大的电压来，适得其反。　　在算法上，经典计算机也存在着局限性：经典计算机在运算时只有“0&、“1”两种状态，这种运算方式计算常规数学模型上不会有任何问题，但遇到了一些特定场景上就无能为力了。比如化学反应中的分子的变化，每个分子的变化都会影响到其它分子，它们的变化规律不是0.1.2.3.4.5，而是同时从0变成了5，运算量呈指数爆炸级增长。　　所以说经典计算机面临危机是必然的，人类世界日益增长的计算需求与落后的计算能力之间的矛盾也势必变得越来越突出，量子计算机也成了各大科技公司必争之地。本文属于原创文章，如若转载，请注明来源：http://diy.zol.com.cn/680/6803106.html
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最新科技资讯下载ZOL APP谷歌推出量子计算机 欲将其转变成为云计算服务
腾讯科技讯 据外电报道，()多年来把大量的资金和时间都投入到现代技术最雄心勃勃的梦想：打造工作级量子计算机。如今，这家公司开始思考如何把这个项目转变成为生意。最近几个月，谷歌开始准许实验室和人工智能研究人员通过互联网使用该公司开发的量子计算机。消息人士称，谷歌此举的目的是鼓励量子计算机工具和应用程序的开发，并最终把它转换成为更快速、更强大的云计算服务。彭博社获取的一份谷歌幻灯片演示稿，详细介绍了谷歌的量子硬件，包括其称为“胚胎量子数据中心”（Embryonic quantum data center）的新实验室。另一个幻灯片则展示了“ProjectQ”项目的相关信息。作为一个开源项目，ProjectQ旨在让开发者为量子计算机编写代码。“谷歌在打造量子硬件上相当开放。未来的一天，谷歌可能会让它称为云服务，”斯坦福大学量子计算研究人员彼得-麦克马洪（Peter McMahon）对此表示。这些系统推动了原子和其它微小粒子如何工作，以解决传统计算机无法处理的问题。量子计算技术目前仍处在长期研究阶段，它的功能受到了激烈的争论。尽管如此，谷歌将其商业化的初期努力，以及的类似做法，把快速增长的云市场带入到新竞争层次。劳伦斯摩尔国家实验室（Lawrence Livermore National Laboratory）科学家乔纳森-杜波依斯（Jonathan DuBois）表示，谷歌的工作人员已明确计划通过其云服务开放量子设备，并保证政府和学术研究人员能够免费访问这些设备。截至目前，谷歌发言人对此未予置评。通过提供早期和免费访问专用硬件来激发兴趣，符合谷歌扩大云业务的长期战略。今年5月，谷歌推出了一款名为“Cloud TPU”的芯片，并将作为付费服务把它租赁给云客户。此外，谷歌还挑选出一些学术研究人员，让他们能够免费试用该芯片。量子计算机是遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息，运行的是量子算法时，它就是量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。不同于传统计算机，量子计算用来存储数据的对象是量子比特，它使用量子算法来进行数据操作。谷歌和许多公司都认为，因为能够更快速的处理一些重要任务，量子计算将能够改变计算产业。除去IBM、已在该领域研究多年时间，涌现出类似D-Wave Systems这样的初创公司外，软银新成立的愿景基金也考虑在该领域进行投资。谷歌在2014年披露了其将自主开发量子计算机的消息。今年年初，谷歌表示量子计算机将证明其“霸主”地位，到2017年年底该公司的量子计算机性能测试将超出全球现有的超级计算机。彭博社获取的幻灯片就重复了谷歌的这一预测。量子计算机提及庞大，且需要特别看护，如深冷冻，所以它们更容易在互联网上租用，而不是企业自行购买并放置在数据中心中。设备运行速度快是云服务的主要竞争优势。从理论上讲，量子计算机将大幅削减计算时间，给云服务带来巨大的有效价格削减。谷歌目前在云计算市场的主要竞争对手是和微软。今年年初，IBM为云计算用户推出了量子计算机服务。今年5月，IBM又为仍处于测试阶段的这项服务增加了一个17量子比特商业处理器。谷歌此前曾表示，该公司正在开一款49量子比特设备，只不过目前尚不清楚该公司是否将把该设备通过互联网向外部用户开放。（编译/明轩）
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