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新时代要到来了,全球首个量子计算云服务出现

科普小知识2022-07-03 08:57:33
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新时代要到来了,全球首个量子计算云服务出现

资料来源:sakmesterke/Shutterstock . com

顾名思义,量子计算机是一种利用量子力学效应进行计算的设备。它比传统电脑更强大,这让人们对它的潜力感到兴奋。

不幸的是,有形的大规模量子计算机仍然遥不可及。然而,IBM已经为我们准备了一个惊喜——他们宣布将在今年晚些时候推出世界上第一个通用量子计算服务。

这项服务的名字叫IBM Q。通过互联网,我们可以随意使用IBM早期的量子计算机——当然,要付出一定的代价。

然而,不可忽视的是,目前IBM的量子计算机只能运行5 Q位,因此它可能不会比传统计算机快(甚至超过)。

幸运的是,IBM的技术与时俱进。他们希望在未来几年内实现50个Q位计算,并将同时构建在线系统和软件。结果,当他们的技术成熟时,全世界的人都可以完全使用他们的量子计算机。

与传统计算机使用的0/1位不同,量子计算机使用一种奇怪的量子力学效应——叠加态,它使原子处于0和1两种状态。正是这种量子位,或称Q位,与传统计算机相比,极大地提高了量子计算机的处理能力。

但到目前为止,即使对于技术最先进的实验室来说,Q位也很难制造和操作。这也解释了为什么经过几十年的研究,IBM只能让5 Q位在计算机中协同工作。为了让这些Q位发挥作用,研究人员必须将温度降至接近绝对零度。

谷歌等公司和许多大学的研究实验室也建造了简单的量子计算机,谷歌首次使用它们的量子计算机来模拟单个分子。随着这项技术规模的扩大,它的巨大潜力显现出来。

IBM不仅关注硬件本身,他们还在开发与量子计算机相关的软件,并一直在思考如何给公众提供使用他们技术的机会。

“混合云”高级副主任兼IBM研究院院长阿文德·克里希纳(Arvind Krishna)表示:“IBM已经投入了数十年的努力来开发量子计算,我们致力于扩展量子系统及其强大的能力,以满足科学研究和商业需求。”

该系统基于该公司的“量子体验”项目,该项目于去年建立,旨在免费支持研究人员的工作。IBM Q将使用类似的云软件,并对商业应用程序开放,更重要的是,对任何希望为量子系统编写代码的程序员和开发人员开放。

他们的目标是当量子计算机可以完全在线发布时,建立一个功能性的、盈利的、基于云服务的平台。

马里兰大学的物理学家克里斯托弗·门罗(他没有参与IBM的项目)通过《科学美国人》告诉大卫·卡斯特尔韦奇,“显然,我们需要让量子计算机能够在云中工作。”。"然而,要达到那个水平,未来仍然很困难."

研究人员面临的挑战是,尽管理论上一台5 Q位的机器很容易被模拟和编程,但实际情况并非如此,因为我们操纵的原子会根据环境因素改变它们的行为。

麻省理工学院的物理学家艾萨克·庄(没有参与IBM的项目)告诉《科学美国人》:“真正的挑战是我们能否让我们的算法在真实的、不完美的硬件上运行。”

在IBM的声明中,他们表示,在过去的几个月中,超过40,000名用户使用“量子体验”服务构建并运行了275,000个测试程序,迄今为止已经发表了15篇研究论文。

他们预测量子服务在未来会更加有用。

公告还说:“量子计算机将能够为我们带来一些重要问题的解决方案,而这些问题的模式在过去对我们来说是不可见的,因为一些相关的数据并不存在,并且我们需要进一步探索的那些可能的解决方案的计算量对于传统计算机来说太大了。”

尽管使用IBM Q的成本或用户能从中受益多少仍不得而知,但我们必须承认,成为第一批子计算的用户有多酷。

蝌蚪工作人员汇编的科学警报,翻译lwl,转载必须得到授权。