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量子计算里程碑式突破:成功模拟45位量子计算机

ufo在线 科学探索 2019-09-18 20:00:48 73 0 标签1标签2
关于量子计算机性能超越传统计算机这一关键转折点,计算机科学家有个专有名词,即“量子霸权”。从各方面来看,这样的转折点正在临近。

  量子计算里程碑式突破:成功模拟45位量子计算机  标签1 标签2 第1张

  关于量子计算机性能超越传统计算机这一关键转折点,计算机科学家有个专有名词,即“量子霸权”。从各方面来看,这样的转折点正在临近。

  一般认为,能够处理49个量子位的量子计算机性能将可以匹敌全球最强大的超级计算机。如果量子计算机的规模进一步扩大,那么性能将远远超出传统计算机。

  目前这还无法成为现实。一个重要问题在于,我们如何才能知道,这些量子计算机的工作是否符合期望。因此,计算机科学家开始利用强大的传统计算机去模拟量子计算机的行为。

  这里的关键是在人类仍有能力的情况下,尽可能准确地测定量子计算机的行为。在此之后,我们只能完全信任量子世界所发生的一切。

  当然,到目前为止,还没有任何人有能力模拟包含49个量子位的量子计算机。本周,瑞士苏黎世联邦理工学院的ThomasHaner和DamianSteiger公布了迄今为止目标最远大的一项实验计划。

  研究团队利用了全球排名第五的超级计算机,模拟由45个量子位组成的量子计算机的行为。Haner和Steiger表示:“就我们所知,以模拟的量子位个数来看,这创造了新纪录。”他们也证明了,这样的模拟可以有多么强大。

  由于量子计算机能够实现的计算复杂度,这样的模拟非常困难。量子计算机的计算能力来自叠加态这种量子现象,即一个量子微粒,例如光子,同时可以处于超过一种状态。

  例如,水平极化的光子可以代表0,而垂直极化的光子可以代表1。但如果一个光子同时处于水平极化和垂直极化的叠加态,那么在计算中就可以同时代表0和1。

  通过这种方式,2个光子可以代表4个数字,3个量子可以代表8个数字,以此类推。这就解释了为何量子计算机的计算能力如此强大,为何传统计算机的性能相形见绌。

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