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谷歌:解決問題量子用200秒而超算用萬年!IBM:你胡扯!!

科技云報道 2019-11-04

最近,量子計算領域兩大“神仙”因為量子計算的問題發生激烈交鋒。作為作為量子計算的領頭羊,谷歌聲稱量子計算用200秒可以解決的問題,而超算則需要10000年。

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言論一出,這邊量子計算機的另一個核心玩家IBM當即表示看不過去,急于搶坐頭把交椅也要實事求是吧?其直接公開批評谷歌的說法有誤導性,計算方式有bug,現代超算根本不需要花費那么長的時間。

特朗普大女兒伊萬卡官宣:

美國率先實現量子霸權

谷歌在《自然》(Nature)150周年紀念特刊上發表的一篇論文中正式聲明,其位于加州圣巴巴拉的研究實驗室已經實現“量子霸權”,這也是科學家們自上世紀80年代以來一直在努力實現的目標,對于這一成果甚至連特朗普的大女兒伊萬卡都忍不住第一時間發出賀電。

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谷歌發表在《自然》雜志上的論文談到了一項研究:研究人員使用Sycamore——定制的54量子位處理器進行試驗。谷歌的目標是獲得量子霸權,本質上即用量子計算機來處理,普通計算機需要非常長時間才能完成的任務。

谷歌的Sycamore處理器大約需要200秒時間來采樣一個100萬次的量子電路實例,根據當前的基準測試顯示,即便是最先進的傳統超級計算機,處理同等任務,也需要大約10000年時間。

研究人員在論文中寫道,“與所有已知的經典算法相比,速度上的大幅提高是對該計算任務量子霸權的實驗性實現,預示著人們期待已久的計算范例。

”谷歌利用自己的計算機基礎設施以及目前全球最強大的超級計算機Summit,來模擬量子工作并進行推斷。

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對于量子霸權,谷歌更傾向于翻譯為量子優越性。量子優越性就是在未來的某個時刻,功能強大的量子計算機可以完成經典計算機幾乎不可能完成的任務。比如在一天之內破解原本幾萬年才能破解的密碼、實現通用人工智能、快速模擬分子模型。

谷歌CEO桑德爾·皮猜(Sundar Pichai)還難掩激動地介紹,這就像飛機最初被發明的時刻,萊特兄弟的飛機第一次只飛了12分鐘,但它證明了飛機飛行的可能性。這是一個歷史性時刻,谷歌也首次透露,已經為此埋頭攻堅了13年。

2006年,谷歌科學家Hartmut Neven開始探索一個新的想法,用量子計算來加快機器學習的速度,并催生了谷歌AI量子團隊。2014年,美國物理學會院士John Martinis加入了谷歌,擔任谷歌量子硬件首席科學家,領導構建量子計算機的工作。

兩年后,量子計算理論首席科學家Sergio Boixo在Nature Communications上發表了相關論文,最終將團隊的工作重點聚焦到了量子優勢性計算任務上來。

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實際上,在去年10月之前,谷歌在量子優越性方面的進展始終有限。然而萬萬沒想到,2018年10月由于加州野火蔓延,谷歌不得不短暫關閉位于圣克拉拉的實驗室,一眾科學家也被迫休假。但就在這期間,反而催生出新思路,然后實現了真正的躍遷。

除了谷歌之外,包括微軟、英特爾、IBM以及谷歌在內的許多科技業巨頭都在爭奪量子計算領域的一席之地。最近一項研究顯示,風險投資家已經向探索這項技術的初創企業投資了超過4.5億美元。

而中國在國家級量子實驗室上投入了4億美元,近年來獲得的量子技術專利幾乎是美國的兩倍。美國政府今年也推出了自己的國家量子計劃(National Quantum Initiative),承諾在包括計算機在內的量子研究領域投入12億美元。

IBM公開質疑:“量子霸權”是誤導!

超算解決問題只需要2天半

谷歌的這一表態卻遭到了IBM公開質疑,IBM研究人員稱,量子計算機并不是傳統計算機的“霸權”,因為實驗室所做的實驗旨在實施一種非常具體的量子采樣程序,而沒有實際應用。

IBM博客指出,谷歌在估算經典超算需要10000年來計算的估算上出了問題,而IBM的方法可以讓超算在2.5天內以更高的保真度完成相同計算任務。這還是“保守的、最壞情況”的估計,其他研究能進一步減少時間。

而谷歌10000年的估算,是基于一個錯誤的假設,即在經典計算機中運行問題的量子模擬所需要的RAM會非常高。谷歌用時間來彌補空間的不足,才估計出10000年的時間。

五位IBM研究人員還發表了一篇論文《Leveraging Secondary Storage to Simulate Deep 54-qubit Sycamore Circuits》來支持其看法。

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“量子霸權”的概念展示了量子計算機獨有的資源,比如直接達到糾纏和疊加。但是,經典計算機擁有自己的資源,如硬件中的存儲層次結構和高精度計算、各種軟件資產以及廣泛的算法知識庫,在將量子(計算機)與經典(超級計算機)進行比較時,利用所有這些功能非常重要。

當與經典計算機進行比較時,他們依賴于先進的仿真,該仿真利用了并行性、快速且無錯誤的計算以及龐大的聚合RAM,但未能充分考慮大量的磁盤存儲。

量子真正令人激動的地方在于,宇宙從根本上是以量子方式進行運作的,因此通過量子,你可以更好地理解自然。我們現在仍處于早期,但量子力學的未來是賦予我們模擬分子、分子過程的能力,這將是量子最具優勢的領域。

但要真正應用量子卻還有很長的路要走。為了使量子能夠對社會產生積極影響,當前的任務是繼續構建并推廣更強大的可編程量子計算系統,并且這個系統還應該可以復用且可靠地實現各種量子演示、算法和程序,這是在量子計算機上實現實際解決方案的唯一途徑。

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來源:科技云報道

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