谷歌打出量子计算的Hello world 他们到底在谦虚什么?

2019年10月24日 19:01 次阅读 稿源:GeekPark极客公园 条评论

当地时间 10 月 23 日,谷歌在《自然》(Nature)上发布论文,再次向外界证明公司团队已经通过实验实现“量子优越性”(Quantum Supremacy,此前习惯称作“量子霸权”)。之所以说再次,是因为一个月之前,谷歌曾经和 NASA 联合在网上泄露类似的实验成果,声称取得了“量子优越性”。

消息曝光,各界反响不一。论文中,谷歌设计了一个实验问题,用其团队的 53 量子计算机破解只需要 200 秒,而用传统计算机则需要一万年——这也是“优越性”之所在。

耐人寻味的是,另一家在量子计算领域投入力度很大的巨头,IBM 在三天前公司曾经发布公开信,驳斥谷歌的论文“带偏舆论”,甚至将“量子霸权”这个用法本身也进行了质疑。谷歌并未回应,直到昨天。

谷歌 CEO 桑达尔·皮查伊 也在当天发布 Bolg,表达对公司量子计算团队取得成绩的欣喜。皮查伊称团队算是实现了量子计算的“hello world”时刻。

10 月 24 日,谷歌量子团队的三位科学家 Yu Chen、Andrew Dunsworth 和 Anthony Megrant

接受了极客公园(id: geekpark)的采访,向媒体解释了其实验的细节,以及其后的发展和应用可能性。

“优越性”何来

Quantum Supremacy,这个词汇来自 John Preskill 教授,指的是在某些任务上,量子计算机相比传统架构计算机在计算能力上有着无可比拟的优势。Supremacy 本意指的是“至高无上”或者

“至尊”,翻译成“霸权”并无不可。另外,正如皮查伊在接受采访时曾经表示,“量子霸权”这个词本身是一个表现“技术的艺术之美”的词汇,并无更多延伸。IBM 曾经建议用新词汇 Quantum Advantage 来代替前者,显然谷歌听劝了,工作人员一直强调将 Supremacy 翻译成“优越性”更合适。

根据论文,谷歌团队设计了一个实验,令其量子计算机 Sycamore 描述一个量子版本随意数字产生器所创造的不同结果的可能性。团队通过随机动作让 53 个量子比特通过电路,后者产生 53 位比特流(digit string),共产生 2 的 53 次方组合可能。由于这个产出无法被计算,所以是随机的。通过对电路进行 100 万次采样,Sycamore 能够计算出其随意数出现的可能性。

事实上这段文字来自《自然》杂志,如果你没法看懂,也没有太大关系。极客公园尝试让谷歌团队的三位科学家用简单的比喻,来向普通人解释这个实验,他们也表示无能为力。“简单的要点就是,如此超强的算力和新型算法,是第一次出现。”其中一位科学家在采访中说到。

该任务使用谷歌的可编程超导处理器能够只需要用 200 秒时间即可完成任务,而如果使用传统架构计算机,即便是排名世界第一的超级计算机 Summit(美国能源部橡树岭国家实验室)也需要 1 万年这个理论可行实际不可操作的时间才能完成,这种“完胜”不管是叫“霸权”,还是叫“优势”,区别其实不大。

当然对手 IBM 指出,谷歌对传统超算需要 1 万年时间的估计有误,如果使用 IBM 的方式,使用传统超算完成相同任务只需要 60 小时,这还是在软硬件有升级空间的情况下,所以 1 万年的说法站不住脚,“霸权”不够,只能算“优势”。

当然,不管是“霸权”还是优势,谷歌团队所做的努力在量子计算领域依然有里程碑意义,几位科学家将其和莱特兄弟当年的试飞相提并论——重要的不是飞了多久,而是飞起来这件事意义更大。莱特兄弟在 19 世纪末试飞了第一架飞机,可是直到几十年后,人们才开始真正开始使用飞机作为乘用工具。从目前来看,量子计算可能也需要花费这么长时间。

优势所向

谷歌团队此次的论文,是否代表我们已经进入了量子时代?答案估计是否定的,毕竟,谷歌团队的实验主要是为了证明“量子优越性”这个概念本身,也就是说实验本身是为了实验而实验,目前并不能解决现实中的问题。业内普遍人为,要达到类似目前传统计算机的通用计算形式,量子计算至少需要能控制 100 万量子比特。挑战在于,量子比特不像比特那样容易控制,维持其较脆弱的状态相当难,同时也要控制量子比特增加带来的“噪音”问题。

“可以增加(量子计算硬件)规模,但是非常难。”谷歌量子计算团队硬件主管 Yu Chen 在采访中说到。

所以,这个能描述随机数字出现可能性的量子计算实验,到底能做什么?答案是,可以检测随机数字是否真的随机。这段看起来很拗口的表述并非哗众取宠,随机数对于彩票和加密等领域来说非常重要,这也是为什么人们人为量子计算将会给加密领域带来很大影响——此前被人为无法用算力破解的密码组合,对于量子计算来说已经有破解的可能。

“不过谷歌内部其实已经有团队在研究『后量子时代』的加密方法。”谷歌工作人员透露。

谷歌科学家透露,通过量子计算人们能更好的了解分子和原子的运行方式,所以人们有可能在未来使用这种计算方式,研发出更好的药物、更环保的塑料以及所有人最急切需要的——更好的电池。当然,这一切都需要达到“百万量子比特”阶段。

在桑达尔·皮查伊发布的 Blog 中,他引用天才又调皮的费曼博士对量子力学的评价:“如果你认为自己懂了量子力学,那你其实不懂量子力学。”从这个角度来看,量子计算与其说是科学,毋宁说更像宗教。功夫巨星李小龙曾经说过,截拳道之于武学,就像指向月亮的手指,重要的不是手指,而是月亮。

很显然,月亮并不需要“霸权”,就目前而言,只有谁指的稍微更准确一些而已。

活动入口:

天翼云大促领万元红包 爆款云主机仅需79元/年

阿里云12·12年末采购节 云大使推广活动

对文章打分

谷歌打出量子计算的Hello world 他们到底在谦虚什么?

26 (84%)
已有 条意见

    最新资讯

    加载中...

    今日最热

    加载中...

    热门评论

      招聘


      Advertisment ad adsense googles cpro.baidu.com
      created by ceallan