Google週三的宣佈內容集中在了一種名為「量子退火」(quantum annealing)的技術,由Google量子電腦的全新演算法模式才得以實現,在面對大量可變的資料選項時,這一技術顯示電腦能在給定的多種可變選項面前,能夠得出在總體上的最優計算結果。這和之前科學家們一直在研究的 「simulated annealing(模擬退火法)」和「quantum monte carlo(量子蒙地卡羅法)」解決方案都不一樣 。

Google斥鉅資研發量子計算

量子計算是一種依照量子力學理論進行的新型計算。

依據外媒的解釋,在傳統電腦領域,電路或開或關,並使用「0」和「1」二進位碼解決問題。而量子電腦使用的基本元素被稱為量子位元(qubits),其電路同時以各種可能狀態存在,極大增強量子機械的處理能力。

量子計算科學的技術性很強,簡單來說,就是一台電腦在使用二進位體系的傳統電腦中超速運行,它對解決當前存在的「優化問題」特別有用,可以在大量可能選項中找到最佳解決方案。

量子計算主要有三個優點:其一,計算能力要比經典計算要強。其二,量子電腦的速度要快,且快的不是一點半點。其三,節能。

這一技術的先進性和實現之後帶來的巨大價值,使得科技巨頭們不遺餘力去開發,這其中Google最具有代表性。

Google自2009年起就一直在探索量子電腦。在2013年從加拿大新創公司D-Wave Systems採購了一台電腦,這台電腦當時被稱作「全球首台商用的量子電腦」。隨後,NASA艾姆斯研究中心(Ames Research Center)與Google合作基於這台電腦展開了研究。

2013年整年,Google在量子計算上花費的研發費用大約是80億美元,但是並無明顯突破。第二年,Google繼續加大在量子計算上的研究,宣佈與美國加利福尼亞大學聖塔芭芭拉分校專家共同開發量子計算,並裝備了最新一代量子電腦D-Wave 2X。

量子計算難以估量的價值

量子計算目前尚處於研發的起步階段,離商用還很遠,能發揮怎樣的實際作用大多來自猜測。

美國太空總署(NASA)希望,量子電腦能協助安排火箭發射,模擬未來的太空飛行。NASA艾姆斯研究中心探索技術負責人迪派克·比思維斯(Deepak Biswas)表示:「這是一項真正顛覆性的技術,可以改變我們從事所有工作的方式。」

更有許多網友對可能帶來的應用做了如下猜測:

  1. 搜索。假設現在你的手放在鍵盤上,準備進行Google搜索。不可思議的地方在於,甚至在你想好要搜什麼之前,量子電腦就可以完成計算!乍看起來這樣非常不合常理,但是實際上,在你打字時,後臺就可以開始進行計算。這個計算可能是各種搜索關鍵字的疊加態(superposition),而在你打好字按下時,這個疊加態一瞬間塌縮(collapse)為你要的關鍵字,你的搜索早已運算完畢了。
  2. 密碼破解。所有銀行裡,政府中,甚至是軍隊中用的RSA密碼的破譯將得到有效的解決(shor's algorithm)。
  3. 獲取宇宙資訊。最近有些論文有提出黑洞會噴射出資訊,但是這些資訊的複雜度可能只能用量子計算來破譯出來。也就是說,掌握了量子計算的人類可以破譯更多宇宙中有效的資訊。

「這不亞於原子彈對世界格局的影響」,有人如此形容通用型量子計算研究出來的價值。

資料來源:虎嗅


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