姓名:王紫圣? ? ? 學(xué)號(hào)16130140355

轉(zhuǎn)載自: CIO之友

【嵌牛導(dǎo)讀】日前抖甘，IBM宣布：成功研制出了量子計(jì)算機(jī)原型機(jī)热鞍，量子計(jì)算機(jī)商業(yè)化正在加速！

【嵌牛鼻子】量子計(jì)算機(jī)

【嵌牛提問(wèn)】什么是量子計(jì)算機(jī)

【嵌牛正文】在美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）的工業(yè)峰會(huì)上衔彻，IBM對(duì)外宣布薇宠，公司已經(jīng)成功研發(fā)20位量子比特的量子計(jì)算機(jī)，可在年底向付費(fèi)客戶開(kāi)放艰额。更值得一提的是澄港，IBM還成功開(kāi)發(fā)出了一臺(tái)50位量子比特的原型機(jī)，可為今后IBM Q系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)悴晰。

IBM在官方博客中寫(xiě)道慢睡，基于20量子比特量子計(jì)算機(jī)的相干時(shí)間（Coherence time，相干時(shí)間铡溪，就是信道保持恒定的最大時(shí)間差范圍）翻倍漂辐，由之前的50微秒到達(dá)現(xiàn)在平均相干時(shí)間90微秒。而且這臺(tái)量子計(jì)算計(jì)的設(shè)計(jì)具有可擴(kuò)展性：基于50個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)也有相似的表現(xiàn)棕硫。

IBM20和50量子比特陣列

擁有50量子比特的計(jì)算機(jī)髓涯，在計(jì)算機(jī)科學(xué)史上絕對(duì)可以成為一個(gè)重要里程碑。該領(lǐng)域的研究人員將這一里程碑稱(chēng)為是“量子霸權(quán)”哈扮，它可以實(shí)施常見(jiàn)超級(jí)計(jì)算機(jī)所不能完成的任務(wù)纬纪。

IBM人工智能和IBM Q研究副總裁達(dá)里·奧吉爾（Dario Gil）表示蚓再，量子位數(shù)量增加只是一個(gè)方面。你處理的量子位越多包各，量子位之間的交互就會(huì)越復(fù)雜摘仅，因?yàn)榱孔泳哂邢嗷ゼm纏的屬性。如果你有更多的量子位问畅，但它們相互聯(lián)系時(shí)有很高的錯(cuò)誤率娃属，那么它們不見(jiàn)得比錯(cuò)誤率較低的5量子位機(jī)器來(lái)得強(qiáng)大。

另一個(gè)要關(guān)注的問(wèn)題是护姆，在處理量子狀態(tài)時(shí)矾端，它們?cè)谝环N名為相干性（coherence）的過(guò)程中往往存在一段很短的時(shí)間。這意味著卵皂，量子位回到0和1經(jīng)典的計(jì)算狀態(tài)之前秩铆，研究員只有一個(gè)短暫的時(shí)間窗口。在上個(gè)世紀(jì)90年代末期灯变，研究人員只有短短幾納秒的時(shí)間可以關(guān)注相干性殴玛。即使在去年，IBM也只能為5量子位機(jī)器獲得47微秒和50微秒的相干性時(shí)間添祸。這次IBM公布的相干時(shí)間在90微秒左右族阅，是一次巨大的飛躍。

50量子比特的量子計(jì)算機(jī)是什么概念呢膝捞？

就是一步能進(jìn)行2的50次方運(yùn)算

得數(shù)是1125899906842000

相當(dāng)于一步完成一千多萬(wàn)億次的計(jì)算！

換言之愧沟，一臺(tái)臺(tái)式機(jī)電腦大小的量子計(jì)算機(jī)蔬咬，或許能達(dá)到今天最先進(jìn)的中國(guó)天河一號(hào)超級(jí)計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力。

然而沐寺，這還是僅僅是50量子比特而已林艘！

已知，現(xiàn)在有最大混坞、最好的超級(jí)計(jì)算機(jī)一臺(tái)狐援，要破解一個(gè)常用的RSA密碼系統(tǒng)，需要多少年究孕？答案是60萬(wàn)年啥酱。

要用一個(gè)有相當(dāng)儲(chǔ)存功能的量子計(jì)算機(jī)呢？只需花上不到3個(gè)小時(shí)厨诸！

傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)镶殷，準(zhǔn)備在量子計(jì)算機(jī)面前瑟瑟發(fā)抖吧！

那么問(wèn)題來(lái)了微酬，這個(gè)量子計(jì)算機(jī)绘趋，怎么那么牛颤陶？

秘密就在于運(yùn)用原理和路徑，這一點(diǎn)量子計(jì)算機(jī)和傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)完全不同陷遮。

我們都知道滓走，現(xiàn)有的傳統(tǒng)電子計(jì)算機(jī)運(yùn)算單元，一個(gè)比特在特定時(shí)刻只有特定的狀態(tài)帽馋，就是要么0搅方，要么1。

而量子計(jì)算機(jī)利用量子特有的“疊加狀態(tài)”茬斧，采取并行計(jì)算的方式腰懂，終極目標(biāo)可以讓速度以指數(shù)量級(jí)提升……

emmm……咱們換一種打開(kāi)方式……

傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)解答問(wèn)題就和站在岔路口的人一樣，只能是先走一條路项秉，然后再走另外一條路绣溜。

但是量子計(jì)算機(jī)就不一樣了，它可以像尼古拉斯凱奇在電影《預(yù)見(jiàn)未來(lái)》中一樣娄蔼，可以在計(jì)算的瞬間怖喻，分裂出無(wú)數(shù)個(gè)自己，走遍所有的岔路岁诉。

這就相當(dāng)于一臺(tái)計(jì)算機(jī)锚沸，一下子化身成千千萬(wàn)臺(tái)臺(tái)計(jì)算機(jī)，同時(shí)開(kāi)工涕癣。

那速度可就是成“次冪”地增長(zhǎng)了哗蜈。

這無(wú)論對(duì)于生產(chǎn)、科研還是日常生活坠韩，都將會(huì)是一場(chǎng)顛覆性的改變距潘。

量子計(jì)算機(jī)和傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)之間的區(qū)別

相比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，量子計(jì)算機(jī)的最大區(qū)別在于：傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)只能按照時(shí)間順序一個(gè)個(gè)地解決問(wèn)題只搁，而量子計(jì)算機(jī)卻可以同時(shí)解決多個(gè)問(wèn)題音比。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)使用的運(yùn)算規(guī)則是二進(jìn)制，用0和1記錄信息狀態(tài)氢惋。但量子計(jì)算機(jī)由量子狀態(tài)來(lái)描述信息洞翩，根據(jù)量子的特性它可以同時(shí)表示多種狀態(tài)，并同時(shí)進(jìn)行疊加運(yùn)算焰望，因而擁有更快速的運(yùn)算方式骚亿。

由于量子計(jì)算機(jī)處理能力比當(dāng)前傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。因此熊赖，許多人認(rèn)為循未，量子計(jì)算機(jī)將完成以前被認(rèn)為是不可能完成的任務(wù)，例如模擬化學(xué)催化劑、建立超級(jí)復(fù)雜系統(tǒng)的模型的妖、破解加密密碼等绣檬。但迄今為止，這些公司開(kāi)發(fā)的量子計(jì)算機(jī)處理能力不夠強(qiáng)大或不夠精確嫂粟，在運(yùn)行大多數(shù)任務(wù)時(shí)不足以超過(guò)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)娇未。

說(shuō)了這么多，這個(gè)量子計(jì)算機(jī)對(duì)工業(yè)有什么影響星虹？

只能說(shuō)零抬，二者相遇是一場(chǎng)天時(shí)地利人和的完美邂逅！IBM量子計(jì)算機(jī)的研制成功和商業(yè)化宽涌，來(lái)得正是時(shí)候平夜。

5G已經(jīng)成熟并接近運(yùn)用，大數(shù)據(jù)也在蓬勃發(fā)展卸亮，人工智能來(lái)到了臨門(mén)一腳的關(guān)口忽妒，奇點(diǎn)正在迅速到來(lái)……

量子計(jì)算+工業(yè)云，企業(yè)上“云”的產(chǎn)業(yè)布局將更加火熱上演兼贸！

量子計(jì)算機(jī)+人工智能段直，將不斷迭代出更高級(jí)的量子計(jì)算機(jī)+人工智能

發(fā)展的斜率將以肉眼可見(jiàn)的速度陡峭起來(lái)！

終于溶诞，量子計(jì)算+不再是科幻小說(shuō)鸯檬、閱讀理解或者新聞標(biāo)題

不再是以太網(wǎng)中躍動(dòng)的字節(jié)和CPU中孱弱的靈魂

而是實(shí)實(shí)在在的宿命

終結(jié)者，終于要來(lái)了螺垢！