量子计算机破晓：计算速度提升1亿倍

尽管谷歌和美国宇航局已经取得了突破性进展，但谷歌量子人工智能实验室的负责人表示，将这一成就转化为实用技术还需要一些时间。

(图为D波量子计算机)

美国时间12月9日，谷歌量子人工智能实验室宣布了量子计算机:D的最新发展——在两次测试中，Wave 2X的运行速度是传统模拟设备计算机芯片的1亿倍。

这一突破也打破了业界对量子计算机真实性的怀疑。这一次，谷歌和美国宇航局证实了量子计算机的可操作性。

2013年，谷歌从D-Wave系统公司购买了一台量子计算机，并与美国宇航局联合启动了一个量子计算机研究项目。事实上，对于量子计算机能否投入商业使用，业界有许多疑问。自2007年推出第一台量子计算机以来，d波系统一直备受争议。一些学者认为量子计算机只在理论上可行，因为量子形式是不稳定的，并且可以使用量子计算的有限算法比传统计算机更难编程，所以它们不可行。

尽管谷歌和美国宇航局已经取得了突破性进展，但谷歌量子人工智能实验室的负责人表示，将这一成就转化为实用技术还需要一些时间。

浪潮的黑色技术

谷歌的量子计算机D-Wave 2X是从加拿大量子计算公司D-Wave购买的。该公司早在2007年就宣布开发量子计算机，并在2012年赢得了亚马逊创始人杰夫·贝佐斯和美国*情报局投资机构In-Q-Tel的投资。

然而，业界一直在争论D-Wave生产的量子计算机能否最终实现。一些学者认为量子计算机的假设太异想天开。事实上，计算机仍有许多技术问题需要克服。例如，量子的不稳定性决定了信息状态的不稳定性，这将影响计算的准确性。

今年8月，D-Wave发布了2X系统，该系统使用1152个量子位的架构(比第二代系统多640个量子位)，这也是谷歌和美国国家航空航天局在其分阶段研发中使用的系统。

与以前的系统相比，研发团队已经将其重点从提高量子运算速度转移到保持量子稳定性以提高性能。

传统电脑有什么不同？

量子计算机和传统计算机的最大区别是操作模式的不同。与基本计算单位相比，传统的计算单位是比特(bit)，即二进制中的0和1，这是计算机可以识别的最小信息单位，可以根据不同的组合包含复杂的信息内容。

传统的运营模式就像一群7岁的孩子。每组只需运行一部分简单信息，然后通过算法(加法或乘法)将信息组合成新信息。因此，当向计算机抛出一个问题时，计算机需要验证各种信息组合模式来计算正确答案。在过去，唯一的方法是加速计算机的联合操作。

量子计算机中包含的最小信息单位叫做(Qubit)，它使用“俘获”原子的技术来降低原子的温度，并使它们保持量子形式。

这些量子的最大特点是它们是包罗万象的。一个量子可以同时代表0和1，这取决于用户想要提取的信息。

这一设置从根本上提高了计算机的运行速度。根据传统算法，当用户需要提取某个短语的信息或需要解决某个问题时，计算机必须列出所有的可能性并进行验证，然后才能获得正确的信息，而量子计算机可以直接计算并提取相应的信息。

怎样才能提高跑步速度？

在电影《模仿游戏》中，艾伦·图灵发明了图灵计算机，以减少排列信息的组合时间，破译德国加密信息，并至少提前两年结束第二次世界大战。然而，当图灵开发计算机时，*当局并不乐观，认为不可能通过计算机验证排列和组合。

可以看出，提高计算机的运行速度可以带来超乎想象的变化。

量子计算机的最大功能是大大缩短提取用户所需信息的时间，因此可以用来解决目前一些突出的问题。例如，传统计算机需要数万年才能计算出的计算公式对于量子计算机来说可能只需要几秒钟。因此，量子计算机的最大用途可以说是帮助提高科学研究的质量，例如帮助解决众所周知的组合优化问题，包括基因序列分析和蛋白质折叠的风险分析。

即使量子稳定性问题被克服，量子计算机在实际应用中也会遇到一些实质性的问题。最大的障碍是不是所有的算法都可以使用量子计算机，程序员需要掌握比现有算法更复杂的编程方法。

量子计算被认为是解决计算的物理障碍，但其操作背后的物理是一个非常复杂的问题。谷歌量子人工智能实验室的负责人也认为，未来还会有更多的工作要做:“尽管这些结果很有趣，也非常令人鼓舞，但要将量子增强优化转化为实用技术，还有更多的工作要做。”

与此同时，谷歌还表示，最新结果将有助于进一步的业务和解决与机器智能相关的任务。