17位量子位超導芯片預示著(zhù)量子革命的開(kāi)始？

　　多年來(lái)，科學(xué)家們一直致力于讓量子計算成為現實(shí)，如果在2017年取得的進(jìn)展是有意義的，那么它看起來(lái)就不像是一個(gè)遙遠的夢(mèng)想了。今年量子計算領(lǐng)域已經(jīng)取得了一定進(jìn)展，從量子模擬器的成功建造到出現能夠利用光量子態(tài)的物理學(xué)家。

　　除了理論應用之外的技術(shù)，我們可以通過(guò)中國使用量子衛星向地球發(fā)送數據或IBM測試量子計算處理器的情況就了解這項領(lǐng)域的發(fā)展情況?？梢源_定的是，在談?wù)摿孔佑嬎銠C的發(fā)展上離不開(kāi)提到英特爾公司的最新成就：17位量子超導芯片。

　　這個(gè)項目值得我們注意，因為量子計算有可能以不同尋常的方式改變我們的技術(shù)(和我們的世界)，而這一切都要歸功于這些量子計算機處理信息的方式。簡(jiǎn)而言之，傳統的計算方法使用位來(lái)傳遞位于1或0(開(kāi)啟或關(guān)閉)狀態(tài)的信息。而量子計算可以同時(shí)代表1和0，從而能夠處理數百萬(wàn)行代碼。

　　Andrew Childs是馬里蘭大學(xué)計算機科學(xué)系的教授，同時(shí)也是量子信息和計算機科學(xué)聯(lián)合中心(QuICS)的聯(lián)合主任， 他在電子郵件中對Futurism網(wǎng)站回答說(shuō)：“量子計算機將為我們處理一些普通的經(jīng)典計算機無(wú)法解決的問(wèn)題，比如破解加密和計算分子和其他材料的特性這類(lèi)問(wèn)題。”

　　他補充說(shuō)：“雖然它們似乎只會(huì )給非常具體的問(wèn)題帶來(lái)優(yōu)勢，但其中一些問(wèn)題具有重要的應用，如果沒(méi)有量子計算機，這些應用可能無(wú)法實(shí)現。”

　　芝加哥大學(xué)計算機科學(xué)系的Fred Chong和西摩·古德曼教授對此做了進(jìn)一步的研究，他說(shuō)：“量子計算機的用途仍是未知數，一旦我們有了更大的量子計算機，我們就會(huì )發(fā)現它們。”Childs回應了Chong的一些觀(guān)點(diǎn)，他認為，像量子計算機用途的結論“很難準確預測”。

　　在最近的幾年里，有很多量子計算突破的例子，但這并不意味著(zhù)科學(xué)家和研究人員對現有技術(shù)有一個(gè)清晰的認識。其實(shí)還存在很多我們不知道的東西。

　　因此，與量子計算的未來(lái)一樣令人興奮的是，Chong甚至沒(méi)有預見(jiàn)到，在不久的將來(lái)，這項技術(shù)會(huì )被用于實(shí)際用途——非量子增強的iphone或mac電腦將會(huì )在明年推出。他確實(shí)相信這項技術(shù)可能會(huì )在他有生之年到來(lái)。“樂(lè )觀(guān)地說(shuō)，我們可能會(huì )在五年內展示一個(gè)實(shí)際的應用，”Chong說(shuō)道。“或者更有可能在10年內完成。”

　　當被問(wèn)及哪些領(lǐng)域可能會(huì )吸引更多的注意力時(shí)，Childs指出兩個(gè)例子：量子模擬和化學(xué)模擬。不同于其他兩個(gè)領(lǐng)域，他更希望看到更簡(jiǎn)單的凝聚態(tài)系統的模擬。Childs認為，這不僅可以通過(guò)更低的成本成本來(lái)實(shí)現，還可能對科學(xué)界產(chǎn)生不可估量的影響。然而，Chong非常希望看到軟件的發(fā)展，因為開(kāi)發(fā)硬件已經(jīng)獲得了更多的關(guān)注——英特爾的芯片就是證明。

　　他說(shuō)：“這將是一項巨大的需求，我們需要在開(kāi)發(fā)軟件和培訓能夠解決問(wèn)題的人才方面趕上這些需求。”

　　毋庸置疑的是，那些無(wú)論是在學(xué)術(shù)上還是在經(jīng)濟上投資量子計算機的人都有自己的工作要做。如果他們想讓這項技術(shù)成為主流，并最終拋棄我們擁有的每一臺設備的傳統計算技術(shù)，那么他們維持當下的工作會(huì )變得更加困難。為了實(shí)現這一目標，無(wú)論在短期和長(cháng)期的工作都需要克服許多挑戰。Childs認為，超越前一代系統的是他們的目標發(fā)展道路。

　　他說(shuō)：“研發(fā)中的實(shí)驗系統的效率需要在一些任務(wù)(不一定是意義的)里能夠令人信服地超越傳統計算機是一個(gè)很重要的短期目標，而且看起來(lái)即將實(shí)現。但在理論和實(shí)驗兩方面，這個(gè)領(lǐng)域都充滿(mǎn)了挑戰。”

　　Chong提出的另一個(gè)短期目標是開(kāi)發(fā)100位的量子計算機。根據我們目前擁有的技術(shù)，世界上最大的量子計算機只能使用51位量子位。其實(shí)我們有D-Wave的2000位計算機系統，但它是通過(guò)優(yōu)化而不是設計來(lái)實(shí)現的。在我們管理了100量子位之后，下一步是1000量子位，這兩者我們期望都是擁有多功能的。“這需要進(jìn)行很多精密的工程，”Chong說(shuō)。

　　我們將拭目以待，看看量子計算的下一個(gè)重大進(jìn)展將會(huì )是什么，以及普通人能夠何時(shí)從這項技術(shù)中受益。不管需要多長(cháng)時(shí)間，或者需要多少工作，有一件事是清楚的：我們無(wú)比接近量子計算的時(shí)代……我們可以進(jìn)行假設，但事實(shí)上我們尚未生活在這樣的一個(gè)時(shí)代。