美科技巨頭谷歌:我實現了"量子霸權" IBM:是嗎?
2019年10月24日 09:22  來源:央視新聞客戶端  宋體
資料圖:量子信息展區內,量子劇場沉浸式體驗空間。韓蘇原 攝
資料圖:量子信息展區內,量子劇場沉浸式體驗空間。韓蘇原 攝

  當地時間10月23日,美國科技巨頭谷歌在英國《自然》雜志上刊登論文,宣稱其量子計算器已經實現了“量子霸權”(quantum supremacy)。谷歌首席執行官桑德爾·皮查伊(Sundar Pichai)發表文章,說谷歌一共花費了13年的時間來達成這一突破。

  “量子霸權”是什么?

  “量子霸權”這一概念是2011年,美國理論物理學家約翰·普瑞斯基爾(John Preskill)提出。這里的“霸權”并非我們平時理解的“霸權主義”,量子霸權是一個專有名詞,意思是在處理同一個問題時,量子計算擁有了超越所有古典(非量子)計算機的能力,實現量子計算機特有優勢。在物理實驗領域,由于迄今沒有任何一臺量子裝置在實際的測試中驗證這一能力,因此,誰能證明這種能力,就代表了實現“量子霸權”。

  “量子霸權”的實現之所以重要,是因為這就代表量子計算能力從理論變成了實際,隨之而來的就是新的計算能力的飛躍。

  一般觀點認為,量子計算機至少需要 49 個“量子比特”才能達成“霸權”目標。量子比特(Qubit)與傳統計算機的比特(bit)具有截然不同的特性,傳統計算器只能在一個比特中表達“1”或者“0”,但由于量子效應,量子字節的位置、方向、動量等數值無法得到明確定義,因此能夠同時表示“1”和“0”組成的疊加(superposition)狀態。根據谷歌CEO皮查伊文章,所以如果你有2個量子比特,就會同時有四種可能狀態,這種計算狀態會呈“指數級”增長。

  谷歌的“量子霸權”

  在公布論文前,谷歌已經憑借著龐大的量子計算機規模在競爭中處于領先地位。2018年,谷歌展示了73量子比特計算機,該計算器明顯強于位列第二的競爭對手IBM在今年9月18日公布的53量子比特研究成果。

  谷歌在《自然》的論文中表示,這次“量子霸權”實驗中,谷歌使用了規模較小的54比特Sycamore計算機。該計算機能夠在200秒內完成世界上最強大的超級計算機花費10000年所需的隨機數計算量,這讓目前所有傳統計算機相形見絀。

  巨頭之爭

  早在2019年9月20日,谷歌曾向美國航空航天總署(NASA)提交了一份報告,稱其研發的量子計算機成功在200秒時間內,完成現存最先進的傳統超級計算機 Summit 需1萬年時間處理的問題,全球首次實現量子霸權。

  不過該報告后續引發了較多爭議,最終并未獲學界認可。

  而美國另一科技巨頭IBM在9月谷歌聲稱“實現量子霸權”時就提出了質疑。IBM在論文中批評,谷歌稱自己實現“量子霸權”的說法具有誤導性。

  由于谷歌的論文提前遭到泄露,IBM在21日發表博客,表示谷歌聲稱的“量子霸權”存在巨大缺陷,并沒有完全利用現代超級計算機的計算能力,Summit完成谷歌聲稱的計算只需要2天半,根本用不著一萬年。IBM說,在估算其傳統超級計算機執行計算所需的時間時,谷歌“未能充分考慮大量磁盤存儲”的開銷。

  盡管IBM想要淡化谷歌的成就,不過科學研究界人士對此表示歡迎,《紐約時報》稱科學家將此成果與萊特兄弟1903年的首次飛機飛行相提并論。

  據介紹,此次“量子霸權”計算研究者隨后還會參與研究成果的討論。(央視記者 徐德智)

編輯:陳少婷
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