月度归档:2013年09月

量子计算机不是神话 免费体验你会来吗?

在我国宣布超级计算机“天河一号”服务用户超过300家、成为部分领域核心生产力之际,俄罗斯加入世界超级计算机俱乐部的计划对外曝光,该国科学院开始制造浮点运算速度每秒1万万亿次的本国性能最强的超级计算机。作为超级计算机大国,美国和日本早已在该领域发力,并努力夺取超级计算机头把交椅。

然而,这只是在传统计算机的竞争。各国和地区在加紧传统计算机领域竞争,你追我赶的同时,都早已把目光转向在量子力学与现代信息科学“双剑合璧”的全新领域,制造运算速度之快和性能强到不可思议的量子计算机,并以此开启本国的“量子时代”。

最近布里斯托尔大学研发的这种量子芯片能够让所有人都有机会免费体验量子计算机。你曾经想要摆弄一台量子计算机,但却发觉没有能够让你进入实验室的关系吗?如果这样的话,布里斯托尔大学的研究员就拥有你所需要的东西:一种“量子云”装置。

布里斯托尔大学研发的这种量子芯片能够让所有人都有机会免费体验量子计算机。

量子计算机芯片

这种量子云将使研究人员和公众,有机会预约时间前往大学的研究实验室参观一种微型量子芯片。这种装置将使人们能够使用量子模拟器来试验量子计算,而且也有机会申请在布里斯托尔大学的这台量子光激处理器上进行他们的试验。

布里斯托尔大学的这种芯片测量尺寸大约为70×3毫米,而且最早是在2011年被公布出来。尽管它或许不具备许多量子比特,但是它的微型尺寸被看做是这一领域的一项突破。相比之下,美国宇航局和谷歌公司正在使用引发争议的D波公司所研发的一种量子处理器。尽管布里斯托尔大学的这种芯片不能像D波公司的系统一样进行复杂问题的编程,但是它让我们有机会免费在真正的量子计算机系统上进行试验。

量子计算机

研究人员写道:“我们开发的量子处理器芯片位于布里斯托的实验室中,而且我们正在继续进行探索,因此它属于非常先进的前沿科技。这种量子处理器将使你能够创造和操控自己的比特,并且测量叠加和纠缠的量子现象。”一旦人们获得机会使用量子云,他们能够使用这种芯片创造光子对之间的纠缠,操控光子状态,而且测量外部环境对光子的影响。

人们也可以使用一种量子模拟器,通过一种软件模拟来测试可能的量子实验。布里斯托尔大学的研究人员承诺这种模拟器非常接近于真实的设备,而且非常棒的是你不必使用真实的量子处理器就能尝试不同的试验。项目的负责人Jeremy O’Brien教授在一份声明中说道,考虑到更广泛使用这项技术有可能获得的效果,这是非常令人兴奋的。

新型量子云装置问世 让你免费体验量子计算机

你曾经想要摆弄一台量子计算机,但却发觉没有能够让你进入实验室的关系吗?如果这样的话,布里斯托尔大学的研究员就拥有你所需要的东西:一种“量子云”装置。这种量子云将使研究人员和公众,有机会预约时间前往大学的研究实验室参观一种微型量子芯片。这种装置将使人们能够使用量子模拟器来试验量子计算,而且也有机会申请在布里斯托尔大学的这台量子光激处理器上进行他们的试验。

布里斯托尔大学的这种芯片测量尺寸大约为70×3毫米,而且最早是在2011年被公布出来。尽管它或许不具备许多量子比特,但是它的微型尺寸被看做是这一领域的一项突破。相比之下,美国宇航局和谷歌公司正在使用引发争议的D波公司所研发的一种量子处理器。尽管布里斯托尔大学的这种芯片不能像D波公司的系统一样进行复杂问题的编程,但是它让我们有机会免费在真正的量子计算机系统上进行试验。

研究人员写道:“我们开发的量子处理器芯片位于布里斯托的实验室中,而且我们正在继续进行探索,因此它属于非常先进的前沿科技。这种量子处理器将使你能够创造和操控自己的比特,并且测量叠加和纠缠的量子现象。”一旦人们获得机会使用量子云,他们能够使用这种芯片创造光子对之间的纠缠,操控光子状态,而且测量外部环境对光子的影响。

人们也可以使用一种量子模拟器,通过一种软件模拟来测试可能的量子实验。布里斯托尔大学的研究人员承诺这种模拟器非常接近于真实的设备,而且非常棒的是你不必使用真实的量子处理器就能尝试不同的试验。项目的负责人Jeremy O’Brien教授在一份声明中说道,考虑到更广泛使用这项技术有可能获得的效果,这是非常令人兴奋的。

量子计算机是科技还是骗局?

今年5月份时,曾有大量报道宣称,建立在物理原理基础上的量子计算机已经超越了传统计算机,这意味着其运算速度将加快几千倍。这一消息在技术界掀起了一片波澜。量子计算机这一设想本身就是划时代性的,因为它一旦建成,不仅在运转速度上远超以往依赖数字算法的传统计算机,还将能够破解大部分今天使用的加密协议。

然而,在接下来的几个星期,发生在量子计算研究人员之间的一场大争论却浮出水面。有专家质疑,在加拿大不列颠哥伦比亚省伯纳比制造的这一基于D-Wave系统的机器,是否真的如公司所宣称的那样加速,更重要的是,它是否真的是利用量子物理学的原理,操纵电子和光子这些宇宙基础颗粒运作的?

事实上,大多数研究人员都没有访问D-Wave专有系统的权限,所以他们不能简单地验证其配置,以便向公司提出索赔。但是,即使他们能够查看机器的构造,也无法会知道它的真实运作原理。

这是因为,验证一台普通电脑的过程很简单。在每一步计算时,工程师可以检查其内部状态——一些0和1的数字系列—— 以确保程序确实按照宣称的方式运行。

然而,量子计算机的内部状态却是一堆“量子比特(比特为二进制数据单位)” ,同时也是一组0和1构成数据序列的混合物,就像薛定谔传说中的量子力学猫,它同时既是活的也是死的。

写下一个大型量子计算机的内部系统运行程序,需要天文级的参数量,包含1000个量子比特,超过宇宙中所含的粒子总数。

薛定谔的猫

薛定谔著名的思想实验中,随机事件可以释放一种毒药,在盒子里杀死一只猫,这一几率是50%。但直到盒子被打开之前,猫被认为是处于量子叠加的状态中,也就是说,在某个瞬间,猫有50%几率是活的,还有50%几率是死的,两种状态同时存在。(插图来自Doug Hatfield)

测量量子计算机系统有一个根本障碍:就是如何推翻量子系统“叠加”的状态,而在古典恒定的状态下测量它。(而不像测量薛定谔的猫时,它同时既是活的也是死的。)这样,量子计算机的内部运作也就不过是一个普通的数字集合。

柏克莱加州大学的研究者瓦齐拉尼说, “你怎么来测试一个量子系统呢?”

然而,瓦齐拉尼确实想到了一种办法测试量子计算机,假设计算机系统有两个互相缠绕的组成部分(即“死猫”和“活猫”)。在4月25日发行的自然杂志上,瓦齐拉尼与美国南加州大学洛杉矶分校的本雷查德利用警匪片惯用的绝招证明了如何描绘量子计算机内部状态的方法。

两人将这两个假说分隔开,如同在不同的房间内一样,分别用一组问题来检验。如果计算机这两个部分的回答一致,不仅可以找出它们的内部状态和操作的标准,也发出指令,将迫使这两半共同以询问者希望的方式进行任何量子计算。

对此,比利时布鲁塞尔自由大学的Stefano Pironio认为,“这是一个巨大的成就。”

量子计算机

量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息,运行的是量子算法时,它就是量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。