量子計算快要實現了,,看看它長什么樣
在1982年,,諾貝爾獎(Nobel Prize)得主,、物理學家理查德·費曼設想出一種依靠微觀粒子運行的超強功能計算機。他稱其為“量子”計算機,,表明其設想來源于亞原子自然界的量子力學原理,。
如今,高科技行業(yè)里的一些最大的公司,,比如IBM,、谷歌(Google)、英特爾(Intel),、微軟(Microsoft)和中國的阿里巴巴,,都抓住了這個理念不放。它們和位于加利福尼亞州的Rigetti公司等新創(chuàng)企業(yè)一起,,爭相制造這種最先進的計算機,,因為這種機器處理數據的速度前所未有,從而可能給包括能源,、健康和金融在內的各行各業(yè)帶來一場革命,。
摩根大通(JPMorgan Chase)和戴姆勒(Daimler)已經開始測試這項技術,希望它最終能夠幫助兩家公司超過競爭對手,。
各國政府也明白這其中的地緣政治意義,。中國正斥資100億美元建設一個國家級量子計算實驗室,此舉引起了西方的關注,,擔心自己會落后于人,。
就在美國政府的最近一次關門之前不久,美國國會的兩黨議員擱置分歧,,一致同意撥出10多億美元的??睿坝糜谥贫ㄅe國一致的量子發(fā)展戰(zhàn)略”,。沒有任何東西比恐懼更能促進合作了,。
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量子計算機長什么樣,?
1. 大腦
你聽說過CPU(中央處理器),現在來見識一下QPU,,即量子處理器吧,。由新創(chuàng)企業(yè)Rigetti公司研發(fā)的這款計算機的特點是內置鍍金的銅質圓盤,,上面內嵌的芯片就是這臺機器的大腦,,其他東西多半是用來保持芯片冷卻和穩(wěn)定的。
2. 心臟
在外表像金槍魚罐頭的幾臺熱交換器內部,,是所謂的“攪拌艙”,,不同形式的液氦——氦-3和氦-4——在里面互相激蕩,通過分解和汽化產生熱,。
3. 骨架
這些鍍金圓盤把量子計算機像結婚蛋糕一樣分隔成為數層,。在分隔的冷卻層里,溫度被降到幾近絕對零度,。在最低一層,,溫度又被驟降到0.01K——即達到外層空間溫度的幾百分之一。
4. 神經系統
用來傳遞光量子的同軸纜線所形成的線圈不僅僅是一種裝飾,。它們的作用是釋放機器內部超級冷卻所產生的壓力,。沒有這些線圈,纜線就會斷裂,。
5. 外殼
在量子計算機可以運行后,,要用五層外殼(如圖片頂部所示白色外殼)將其罩住。這些俄羅斯套娃似的外罩的作用是隔熱,,讓機器內部的一切均處于超級冷卻和真空狀態(tài),。
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“這讓人感覺像是回到了我當年的太空競爭時代?!庇⑻貭柟玖孔佑布_發(fā)部的主任吉姆·克拉克如是說,。
研究量子計算最常見的方法是使用超導電子回路,它依賴的是半導體行業(yè)的基礎,。普通計算機把信息轉變?yōu)樵诠杵蠈懗龅谋忍?,?即0,而量子計算機使用的是量子比特,,又稱為“量子位”(qubit),。奇特的是,這些粒子同時呈現多態(tài)性,。若要讓它們處于變化流動之中,,必須將其隔離并且加以冷卻。置于非常,、非常低的低溫之中,。
“你們看到的是世界上最昂貴的冰箱,。”IBM公司量子戰(zhàn)略部的負責人鮑勃·蘇托爾指著該公司在今年1月推出的一臺20量子位的量子計算機說,。
Rigetti公司是由一位原先在IBM制造量子計算機的物理學家創(chuàng)辦的,,它規(guī)模雖小,卻認為自己有能力和大公司一爭高下,。該公司向研究人員出售量子計算云服務,,這些研究者都在爭先恐后地想在量子計算機完勝傳統計算機的時候,成為第一個占領“量子高地”的人,??茖W家們希望在今后幾年內看到量子計算機的優(yōu)越性有所體現,盡管他們預期,,該項技術若能承擔任何實質性任務,,則還要再等上10年。
“人們總在問我們,,能不能造出可用的量子計算機,,而且可以批量生產?!盧igetti公司的副總裁貝齊·馬謝洛說,。“如今在市場上,,我們斬釘截鐵地回答說,,能。我們造得出來,,它們管用,,而且我們可以達到批量生產的水平?!?/p>
事實擺在面前了,;競爭正在展開。(財富中文網)
譯者:王恩冕