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DeepTech|碾压谷歌和IBM？美工业巨头Honeywell宣布造出史上最强量子计算机( 二 )



DeepTech|碾压谷歌和IBM？美工业巨头Honeywell宣布造出史上最强量子计算机
本文插图

图 | IBM的 20 量子比特设备的运算能力优化历程 （来源：IBM）
量子计算究竟哪家强？
在量子计算领域 ， Honeywell 凭借其此前在低温物理及激光设备制造上的经验 ， 于五年前组建了一支由一百多名工程师和研究员所组成的量子计算研发团队 ， 并一直将主要研究方向放在 “量子计算机的实际构建” 上 。
如今 ， 这台号称当今最强量子计算机的问世 ， 显然是个里程碑 。 Honeywell 官方披露了它的部分构建细节 。
这台量子计算机的 “主机” ， 是一个不锈钢球体构建的超高真空室 ， 大约有一个篮球那么大 ， 有可以接收激光的入口 ， 内部是真空的 ， 其真空度比外太空还小五倍 。 用液氦对该腔室进行低温冷却 ， 以使其中的芯片离子阱系统保持在零下 263℃（绝对零度以上 10 度 ， 比冥王星表面温度低）附近 。
离子阱系统的主体是一个硅芯片 ， 其约有四分之一表面被金子所包裹 。 在腔室内 ， 电场使单个原子悬浮在离子阱上方 0.1 毫米处 。 科学家用激光照射这些带正电荷的原子 ， 来进行量子操作 。
同时 ， 有很多外部设备用来控制量子计算机 。 控制系统必须精确地操纵数百个独立的电信号 ， 进而在量子信息算法中以复杂的舞蹈形式移动离子（量子比特） 。 由于所有操作都是通过激光完成的 ， 因此在光学平台上排列了多个光学元件 ， 每个光学元件都指定了正确的光的颜色 。 所有这些基础设施占用了大约两个大光学平台（大约 5 英尺宽和 20 英尺长） ， 这占用了很大的空间 ， 因为真正的计算能力是由盘旋在离子阱表面上的几个原子所产生的 。
根据 Honeywell 目前所提供的信息 ， 此次推出的设备的量子体积值为 64 ， 相比之下 ， IBM 目前已知的最新机器（于今年一月时公布）的量子体积值仅为 32 。 而谷歌虽然曾于去年秋季宣布其所研制的一台 53 量子比特的设备已经实现量子优越性 ， 在 200 秒内就解决了一个经典计算机需花费一万年才能完成的运算 ， 但后来“经典计算机是否真的需要花费一万年才能完成该运算”这一问题一直在业内争议不断 。 比如 IBM 就曾质疑谷歌低估了经典计算的运算能力 ， 认为其在研究中测试所用那个运算问题其实可以在对运算策略进行优化 ， 并采用先进算法（比如张量网络）的情况下 ， 经典计算机可能仅需几天就能完成；而国内的阿里研究团队也曾于前段时间发文称 ， 在特定条件下 ， 经典计算仅需 20 天就能完成谷歌之前测试所用的 “那个经典计算需算一万年” 的运算问题 。 同时 ， 针对另一个谷歌认为经典计算需花费约1年时间才能完成的运算 ，。
然而 ， 虽然综合考量了各个因素的量子体积理论上会比单纯的量子比特数更为可靠 ， 但也并不是所有人都认可这一衡量标准 。 比如在业内名誉颇佳的量子计算研究者、德州大学的 Scott Aaronson 就曾在今年 3 月时发博客称 ， “尽管 ‘量子体积’ 确实是往正确的方向迈出了一步（在整合标准的意义上） ， 但我并不认为它能真实地体现一台量子计算设备的实际运算能力 。 要知道 ， 我们离所谓的‘量子优越性其实还差的很远 ， 虽然统一衡量标准很重要 ， 但这并不足以帮我们解决实际问题 。 ’”
从理论走向现实
长久以来 ， 量子计算机一直被人们赋予着 “能解决那些我们当前无法解决的问题” 的期许 ， 如交通和气候变化问题 ， 而就目前看来 ， 虽然仍有争议 ， 但 Honeywell 此次所推出的设备或确实能被称作是目前业内能力最强的 “通用型” 量子计算机 。
早在今年 5 月 ， 摩根大通的研发主管 Marco Pistoia 就曾表示 ， “摩根大通期待与 Honeywell 在信用风险评级和欺诈侦测算法上的合作” ， 并称 “摩根大通十分看好此次与 Honeywell 合作并使用 Honeywell 所研发的量子计算设备的机会 。 ”


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