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量子计算:需要至少数百万个量子位 4大挑战不可

发布时间: 2021-10-12

  量子计算是用量子比特相互纠缠实现性能的指数级提升,可以实现并行的大量计算。这也让量子计算可以解决很多经典计算机难以解决的问题。

  在2020 年英特尔研究院开放日上,据英特尔高级首席工程师、英特尔研究院量子应用与架构总监Anne Matsuura介绍,这就好比旋转的硬币,两枚旋转的硬币,也就是两个量子位相互纠缠。现在可以同时出现四种状态。推而广之,n 个量子位就表示同时出现2的n次方种状态。量子计算机的计算能力随着量子位数量的增加呈指数级增长趋势。

  但很遗憾,量子位是个“娇气包”,寿命很短,任何噪音或干扰都会导致信息丢失。所以实际上,这就需要数十万甚至数百万个高质量量子位,才能制造一台商用级量子计算机。换句话说,量子需要具备可扩展性,才能用于实际应用。

  3.纠错,全面纠错需要数十个量子位形成一个逻辑量子位,目前英特尔正在开发抗噪量子算法和错误抑制技术,帮助在目前的小型量子位系统上运行这些算法。

  4.可扩展的全栈量子计算机,由于量子计算是一种全新的计算类型,运行程序的方式完全不同,因此我们需要开发量子专用的软件、硬件和应用。

  可扩展性是量子计算的最大难点之一,英特尔近期推出的第二代低温控制芯片Horse Ridge II,Horse Ridge II支持增强的功能和更高集成度,以实现对量子系统的有效控制。新功能包括操纵和读取量子位态的能力,以及多个量子位纠缠所需的多个栅极电位的控制能力。英特尔表示,这标志着英特尔在突破量子计算可扩展性方面取得又一个里程碑,向着量子实用性愿景迈出关键一步。

  英特尔一直是“量子实用性”的代言人,此次发布的新量子位控制芯片是英特尔在量子实用性上的又一个新的里程碑。简化了量子系统从而改善量子位性能,提供了量子计算在真正商业应用中的重要基础。

  来自中国科大的消息显示,中国科大郭光灿院士团队近日在机器学习提高超导量子比特读取效率上取得重要进展。该团队郭国平教授研究组与本源量子计算公司合作,在本源“夸父”6比特超导量子芯片上研究了串扰对量子比特状态读取的影响,并创新性地提出使用浅层神经网络来识别和读取量子比特的状态信息,从而大幅度抑制了串扰的影响,进一步提高了多比特读取保真度。据了解,近些年,国际上分别实现了高保真度的单比特单发读取以及多比特的多路复用式单发读取;然而,由于各种形式的杂散耦合的存在,邻近比特的状态可能会对目标比特的测量结果产生影响,从而降低测量保真度,进而降低量子算法的成功率。随着量子芯片的进一步扩展,为了进一步提高读取保真度,如何解决上述串扰

  比特读取效率上取得进展 /

  据外媒Tom’sHardware报道,AMD和一个研究团队日前提交了一项专利申请,通过采用传统的多 SIMD(单指令多数据)方法,来构造一种更高效可靠的量子计算架构。这项名为“多SIMD量子处理器中可靠性计算的前瞻性隐形传态(Look Ahead Teleportation for Reliable Computation in Multi-SIMD Quantum Processor)”专利,旨在以更新颖有效的方式提高量子稳定性、可扩展性和性能。它描述了一种基于量子处理区域的量子架构。报道称,当前在通往量子发展和最终量子霸权的道路上有两个主要障碍:可扩展性和稳定性。由于量子态是一种十分敏感且变化无常的物质,随着量子系统中量子位数

  架构 /

  东京大学与日本 IBM 在今日宣布,商用量子计算机已开始投入使用,这在日本国内属于首次。该量子计算机将用于材料开发和金融研究,由丰田等 12 家大型企业加入的协会将成为该量子计算机的使用主体。作为新一代高速计算机的量子计算机将在很多程度上决定未来的产业竞争力,日本企业将共同摸索,尽快活用。记者了解到,IBM 在上个月宣布,在德国的斯图加特推出了欧洲首台量子计算机,IBM 表示这是欧洲工业领域最强大的量子计算机。该计算机的算力将被用来开发新材料、药物以及人工智能。此外,我国研制出的 62 比特可编程超导量子计算原型机”祖冲之号“在 7 月再次刷新纪录,世界最强的超级计算机 8 年才能完成的任务

  量子计算机将在新药研发和密码破解等各方面超越传统计算机,对产业界和国家安全战略产生巨大影响,引发各国政府高度关注,美国、中国和日本等国都开始发力。三国逐鹿量子计算机研制领域,谁领风骚?市场潜力足 战略意义大量子计算机在执行某些大规模计算时,速度比最好的传统计算机快得多,能在密码破译、大数据优化、天气预报、药物分析等领域“大显身手”。《日本经济新闻》7月6日报道,如果借助量子计算机开发出划时代的电池和药物,将让全人类受益。发展到更高水平,量子计算机有望破解网络密码,从而影响安全,而掌握量子技术的国家将在高科技领域掌握主导权。美国波士顿咨询公司的数据显示,到2050年,量子计算机有望创造8500亿美元的利润。日本《设计新闻》网站

  ,谁领风骚? /

  据日本经济新闻报道,在探讨利用人工智能(AI)和高速通信标准5G对数字技术进行革新的“世界数字峰会2021”上,美国IBM董事长兼首席执行官阿尔温德·克里希纳在对谈形式的演讲中就新一代高速计算机“量子计算机”表示,“将在3年左右的时间内成真”,他同时强调量子计算机将推动AI普及。IBM与美国谷歌共同引领着全球量子计算机的研究开发。在日本,IBM与东京大学展开了合作。克里希纳表示“目前的量子计算机只能实现与现有计算机相同程度的性能,但我们将以2023年为目标,开发出(计算能力比现在大幅提高的)超过1000量子位的性能”。COP15场馆已完成布置!新闻中心9日正式开,随着量子计算机的发展,多种行业将加快引入AI和数字化转型步伐,因此克里希纳预测称“在2030年前,AI

  当地时间15日,欧洲首台量子计算机在德国斯图加特附近正式揭幕。这款商用量子计算机在投入使用后也将造福工业界。△欧洲首台量子计算机亮相德国斯图加特(来源:德新社)德国总理默克尔当天通过远程方式与联邦教研部长卡利切克、巴符州州长克莱驰曼一同见证了这台27个量子比特的“IBMQ System One”量子计算机的亮相。虽然早在去年11月就已经落成,但受新冠疫情影响,这款欧洲首台量子计算机一直到15日才正式揭幕。该计算机有一个半英寸厚的黑色圆柱形的硼硅酸盐玻璃气密外壳,高2.5米,宽2.5米,可以通过电机驱动把它打开,方便进行维护。默克尔表示,这是一项“科技奇迹”。由此,德国作为信息技术热门地拥有了一张

  机在德国斯图加特揭幕 /

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