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巨头的游戏:抢占量子霸权

说到量子计算,可能许多人会感到陌生,陌生的并不是没有听过这个词语,而是不明白它到底是什么,能做哪些事情。但对于一些大公司而言,拥有敏锐嗅觉的他们已经明白了量子计算对于未来意味着什么。

叠加状态的量子计算

量子计算是基于量子力学而来远超如今计算机计算能力的一种新型计算模式,量子力学态叠加原理使得量子信息单元的状态可以处于多种可能性的叠加状态,从而导致量子信息处理从效率上相比于经典信息处理具有更大潜力。

传统计算机使用的信息量单位为比特(BIT),同时也是二进制数字中的位,信息量的度量单位,为信息量的最小单位,而量子计算机的信息量单位则为量子比特。

常规的比特有两种形态,要么是“0”要么是“1”,而量子比特却拥有不确定性,准确来说是在于未观测之前,其状态是不确定的,可能是“0”也可能是“1”还有可能是“0”与“1”的叠加状态,这也是量子力学的经典假说薛定谔的猫,在没有打开盒子之前,谁也不知道里面的猫是生还是死,而这个时候它将处于非死非活的叠加态。

计算力质的飞跃

那么这样相较于传统计算机有什么优势呢,由于量子不像半导体只能记录两种状态,它能够同时表示多种状态,举个例子,如果把半导体比作为单一乐器的话,量子计算机就像是交响乐团,一次运算可以处理多种不同状况,因此,只需要一个40量子比特的计算机,就能够在很短的时间内解开1024为计算机花上数十年才能解决的问题。

量子计算主要应用于复杂的大规模数据处理,以及量子加密的网络安全服务。随着人工智能在各行业不断落地深入,对算力的要求也大幅提升,量子计算可以进行高速并行计算的优势,便尤为凸显。

近日,在美国洛杉矶举行的美国物理学年会上,Google发布了72量子比特的量子处理器“狐尾松”(Bristlecone),称这一设备未来可实现“量子霸权”(quantum supremacy)。“狐尾松”是谷歌此前9量子比特处理器的扩展版本,采用了相同方案进行耦合、控制和读出,但被扩展为72个量子比特的阵列。

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