量子計(jì)算機(jī)終于比普通電腦快上了那么一點(diǎn)點(diǎn)[圖]

Amherst College的計(jì)算機(jī)科學(xué)家進(jìn)行了一次量子計(jì)算機(jī)，與普通電腦之間的較量。讓人欣慰的是，量子計(jì)算機(jī)勝出了。不過(guò)別高興太早，勝利并不是那么樂(lè)觀。 實(shí)驗(yàn)室用的量子計(jì)算機(jī)名為D-Wave Two，包裹里439個(gè)量子位。第一代D-Wave誕生于2011年，總價(jià)值一千萬(wàn)美金，含有128個(gè)量子位。許多物理學(xué)家和計(jì)算機(jī)科學(xué)家都不承認(rèn)這是真 的量子計(jì)算機(jī)。直到去年，同業(yè)研究探索了D-Wave的內(nèi)部運(yùn)行機(jī)制，為其正名后，批評(píng)與猜疑才如潮水般退去。

量子處理器

新的研究，證明了D-Wave Two的量子屬性，與此同時(shí)，它聽(tīng)起來(lái)并沒(méi)有那么神奇。我們老以為量子計(jì)算機(jī)一出來(lái)就要改變世界，可是技術(shù)尚不能滿(mǎn)足各位的預(yù)想。D-Wave使用量子退火法解決優(yōu)化問(wèn)題，不過(guò)僅僅是優(yōu)化問(wèn)題。一臺(tái)真正的量子計(jì)算機(jī)，必須使用量子糾纏。

冷卻器與芯片

煎蛋不時(shí)會(huì)出現(xiàn)有關(guān)量子科學(xué)的文章，相信老的蛋友對(duì)此話題已經(jīng)很熟悉?，F(xiàn)在的技術(shù)不允許我們管理兩個(gè)以上糾纏的量子位。但是量子退火法可以通過(guò)低質(zhì)量的量子位展現(xiàn)。這也是D-Wave能夠管理439個(gè)量子位的技術(shù)關(guān)鍵，不過(guò)D-Wave的芯片仍然需要被冷卻到解決絕對(duì)零度的溫度(0.02K, -273.13C)，即便在這樣的條件下，量子位(循環(huán)的鈮)依然是變幻無(wú)常的，每一個(gè)計(jì)算都需要進(jìn)行上千次，確保其精確性。就算折騰了很多，最后結(jié)果也不一定就是最優(yōu)的那個(gè)。

用來(lái)實(shí)驗(yàn)的兩臺(tái)電腦，一臺(tái)是D-Wave量子計(jì)算機(jī)，另一臺(tái)是搭載Intel Xeon E5-2690 CPU的普通電腦(運(yùn)行Ubuntu Linux 12.04)。PK包含了三個(gè)NP困難測(cè)試，其中的一項(xiàng)就是旅行推銷(xiāo)員問(wèn)題，計(jì)算過(guò)程非常艱難，理論上量子計(jì)算機(jī)應(yīng)該擅長(zhǎng)此項(xiàng)活動(dòng)。

結(jié)果表明，D-Wave的硬件異常強(qiáng)大，比普通的軟件計(jì)算速度快4000倍，如果加上最新的芯片，計(jì)算速度會(huì)快上大約1000-倍。不過(guò)比較一下價(jià)格，就知道為什么原文會(huì)有這樣一個(gè)標(biāo)題。量子計(jì)算機(jī)的價(jià)格是競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手(那臺(tái)小服務(wù)器)的6666倍。如果花上同樣的價(jià)錢(qián)組裝一臺(tái)超級(jí)電腦，它也能夠達(dá)到 D-Wave的水準(zhǔn)。不過(guò)說(shuō)真的，量子計(jì)算機(jī)還是前途無(wú)限的。