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微软决定投入巨资开发量子计算机原型产品

微软决定投入巨资开发量子计算机原型产品

发布时间:2016-11-21

据《纽约时报》报道称,微软投入大量资金和工程资源,尝试开发量子计算机,它可以处理一些复杂的任务,这些任务是当前数字计算机无法处理的。在科幻小说中,我们时常会看到量子计算机,它的性能超级强大,现在科技界对量子计算机的出现越来越乐观。如果量子计算机真的可以投入使用,许多行业都会受到影响,比如药物设计AI,我们对现代物理也会有更深入的理解。

微软已经决定跳出纯粹的研究,投入巨额资金开发量子计算机原型产品,与众多科技巨头一起竞争,比如谷歌和IBM。

量子物理世界是一个独特的世界,微软的进入方式与竞争对手有些不同。微软的方法是以“任意子(anyons)”作为基础的,“任意子”是一种粒子,物理学家说它以2D形式存在,微软用“任意子”组建超级计算机模块,如此一来就可以利用亚原子的物理属性。

研究人员深知,要开发出可以真正使用的量子计算机还有很大的挑战,在基本物理层还有问题需要解决,研究人员还要开发新软件挖掘量子设备的潜能,量子计算机与今天的数字系统运行方式不同。

传统晶体管可以在任何时候开或者关,开与关分别代表1或者0,量子位不同,它可以以“叠加”形式存在,也就是说同时以两种状态存在。如果量子位彼此缠绕,就可以代表庞大的数值。按照最可能的设想,量子计算机将会由海量量子组成。

2005年,微软开始研究量子计算技术,当时它悄悄开设了一个名叫“Station Q”的实验室,领导者是数字家迈克尔·弗里德曼(Michael Freedman)。

微软现在已经相信,公司离“设计基本量子建造块”的目标足够近了,微软工程经理托德·赫尔曼达尔(Todd Holmdahl)表示,开发完整的计算机,微软已经准备就绪了。在过去几年里,赫尔曼达尔负责过许多不同的项目,包括Xbox视频游戏机、HoloLens AR系统。赫尔曼达尔说:“当我们解决了第一个量子的问题,我们就制定了蓝图,它可以引导我们以更直接的方式解决万千上个量子的问题。”

让量子计算机执行实用的计算真的有可能吗?物理学家、计算机科学家存在分歧。在一些研究项目中,研究人员试图用不同的材料和设计创建量子。微软选择的是拓扑量子计算。今年,三名科学家获得诺贝尔物理学奖,他们的研究认为粒子也许可以以2D形式存在,微软的方法正是以此作为基础的。

赫尔曼达尔的研究团队阵容强大,包括荷兰代尔夫特理工大学物理学家Leo Kouwenhoven、哥本哈根大学物理学家查尔斯·M·马库斯(Charles M. Marcus)、悉尼大学物理学家David Reilly、E.T.H. Zurich大学物理学家Matthias Troyer。最近,微软成立了人工智能与研究团队(Artificial Intelligence and Research Group),由哈利·山姆(Harry Shum)领导,团队成立之后没多久这些物理学家都加入了微软,成为新团队的一部分。

微软物理学家表示,在过去2年里,科学研究取得了进步,科学家越来越有信心,他们认为微软可以创造出更稳定的量子,正因如此,微软才会做出决定开发拓扑量子计算机。

马库斯说:“将半导体与超导体结合在一起,这就是配方的秘诀。”最近研究人员取得突破,他们已经可以控制形成量子的材料。研究人员使用多种方法彼此竞争,核心问题在于将量子计算机温度降至绝对零度。

开发算法,用在量子计算机上,让它可以解决问题,解决问题的速度比现有数字计算机快;目前这样的算法相当少。在早期研究中,肖尔算法(Shor’s algorithm)相当有名,从中我们看到了希望:未来量子计算可以用于破解密码。

一旦研究成功,世界将会发生剧变,因为现代电子商务是建筑在加密系统之上的,这套系统用传统数字计算机几乎无法破解。除此之外,我们还可以通过量子计算机以更快的速度搜索数据库,执行机器学习算法,计算机视觉技术与语音识别技术的发展离不开机器学习。

最开始时,量子计算机主要还是用作物理研究工具。1982年,物理学家费曼(Richard P. Feynman)曾经表示:“用量子计算机解决量子物理学问题,这是我的一个梦想。”

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