IT巨头希望在明年证明量子优势-可能出什么问题

谷歌计划在2019年举办一场计算机竞赛,并将其72比特的Bristlecone芯片的性能与NASA的Pleiades超级计算机的功能进行比较。 这家IT巨头计划证明可以实现量子卓越。 削减开支-有关测试以及公司可能遇到的困难的更多信息。


/ JD Hancock CC BY

关于量子优势的几句话


量子卓越是有条件的时刻,量子计算机将学会比传统系统更快地解决一些计算问题。 例如,此类任务包括SHA-256键枚举。

IBM Research的Sergey Bravy,滑铁卢大学的David Gosset和慕尼黑研究所的RobertKönig证明了今年10月量子优势的理论可能性。 他们在《科学》(Science)杂志上发表了他们的研究,他们在其中表明,在某些条件下,量子机器能够取代经典的计算系统。

尽管已经证明了量子优势的理论可能性,但实际上尚未做到这一点。 Google计划在明年纠正这种“误解”。

Google实验的精髓


为了证明量子优势的假说,谷歌和美国宇航局将比较谷歌新的代号为Bristlecone的72量子位芯片和Pleiades超级计算机的功能,后者在全球功能最强的500个计算系统(5.95 petaflops)中排名第24位。

经典系统在性能上仍然优于量子机器的原型,可以有效地模拟量子电路的运行。 Google的量子芯片和NASA的超级计算机将执行一系列测试计算。 如果Bristlecone芯片成功超过the宿星,那么组织将能够声称量子优势。


/图片NASA PD

该实验将在Google Cloud API平台上进行,因为无法将这两台计算机放置在同一房间内。 但是,要使Bristlecone正常工作,必须遵守许多条件:例如,环境温度应接近绝对零值。

首次测试结果将于2019年7月发布。 Google代表有信心Bristlecone将能够实现量子优势。 IT巨头将希望寄托在其高效的计算算法和纠错机制上,这些算法和纠错机制考虑了外部环境破坏的量子位的“脆弱性”。

为什么Google实验可能会失败


今年5月,阿里巴巴的科学家发表了一项研究( PDF ),他们说只有在计算量子计算机的错误数为零时才能谈论量子优势。 即使机器计数更快,如果没有正确的结果,这也是没有意义的。 而且,由于量子态的破坏,在将数据写入(或读取)量子位时肯定会出现这些错误。 位数越多,它们开始干扰彼此工作的机会就越高。

到目前为止,还没有人成功达到零。 相同的Bristlecone错误率为0.6%。 尽管Google有信心做到这一点,但实际上,一切可能会有所不同。

请注意,世界上正在开发一些项目,这些项目应有助于在量子计算机中创建有效的纠错机制。 例如,苏黎世瑞士高级技术学院的塞巴斯蒂安·克林纳(Sebastian Krinner) 提出将几个“简单”量子位组合为一个逻辑量子位,以减少数量。 但是对于该技术的实际实施,将需要多年的发展。

其他人试图通过减少熵并将多个量子系统组合成一个大系统来解决该问题。 例如,在博客上,我们讨论了宾夕法尼亚大学的研究人员及其对麦克斯韦恶魔的概念以及量子门的隐形传态,耶鲁大学的科学家对此进行了演示。

但是,即使有可能为量子计算机实现足够有效的纠错机制,也会出现另一种复杂情况。 经典超级计算机的计算能力并没有停滞不前正在开发越来越强大的系统,因此即使Google成功超越Pleiades,未来经典机器也将再次超越量子机器。


/图片IBM Research CC BY-ND

其他公司的出资


参与量子竞赛的公司之一是英特尔。 公司的最新成就 -49比特的计算机。 根据路线图,IT巨人计划在未来5到7年内构建一个1000 qubit的系统。

该公司建议,由于量子比特如此之多,量子计算机要优于传统计算机。 但是,有些人认为这将需要至少一百万个量子位的机器。

从事此领域工作的另一家公司是Rigetti创业公司。 在十月份,它的代表宣布了对那些证明qubit系统优于经典计算机的人的一百万美元奖励。

为了促进研究,该公司开发了一种用于创建和运行量子算法云服务,每个人都可以使用。 Rigetti专家预计,使用云和量子进行的实验将对两种技术的发展产生积极影响。



PS我们公司博客中的几篇文章:


来自Telegram频道的有关IaaS的PPS资料不仅包括:

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN432472/


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