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开启量子计算机商业化时代

1月8日(当地时间),IBM首席执行官Virginia Marie Rometty在2018年国际消费电子展上做了主题演讲。此时,IBM推出了一些新技术,但它是一款引人注目的新电脑。它是IBM Q System One。

该产品具有足够的价值,而不仅仅是真正的性能。这是世界上第一台试图商业化的量子计算机。

IBM Cue System One采用安装在2.7米立方体中的量子计算机主体的形式。由13毫米厚玻璃包围的盒子是高度气密的,框架由铝和钢制成。内部,存储和控制电子设备是分开的,以保持维护。铝和钢框架周围的车身反映了考虑避免相位噪声或量子相干的潜在振动干扰。

该产品代表通用量子计算机。不能说它的尺寸小,但与实验室中现有的大型量子计算机相比它是紧凑的,并且它可以被公司购买和使用,因为它单独运行。可以说它显示了降低量子计算机本身阈值的可能性。

原因是这个。到目前为止,稳定使用量子计算机需要稳定的冷却系统。出于这个原因,我能够在实验室等大型设施中使用它。似乎在2.7平方米中包含量子计算机不是“太大”而是“太小”。

IBM Cue System One是一种量子计算机硬件,设计用于自动校准以获得可重复且可预测的高质量量子比特,低温工程提供低温隔离量子环境,精密电子设备控制大量量子比特,以及现有计算为量子算法提供混合执行环境的系统。

当然,这台计算机的能力是20比特,这使得比较它很困难,但这也意味着它不在可以在现有计算机上操作的范围内。然而,如前所述,考虑到它是第一次将量子计算机商业化的事实,简单计算性能的多个值可能就足够了。

为什么要关注量子计算机 =那么为什么要关注量子计算机呢?如果量子计算机投入实际使用,量子叠加,其中现有的比特在现有计算机中同时存在于两个状态中的0或1,量子纠缠,其中两个量子比特同时变为相同的状态, 。

再次,由于当今计算机的局限性,对量子计算机的兴趣正在增长。

实际上,计算机的组件是简单的,例如存储器设备,计算设备和控制设备。计算机具有芯片和模块,逻辑门和晶体管。晶体管只是一个开关。棚子或停止的信息。

这里流动的最小信息数据单位由比特表示。如上所述,该位具有值0或1.比特不能用0或1表示,但是多个比特可以表示更复杂的信息。

逻辑门处理简单的操作。如果它是一个AND门,如果它是全1则发送1是一个简单的形式,如果不是则是1。但是,这也可以执行所有计算,例如加法和乘法。您只需要一个简单计算的捆绑包。它很简单,但如果它变得更大,它可以处理物理甚至复杂的3D游戏。

问题来自这里。随着材料变小,两者的特性变得可见。如前所述,晶体管是电开关,电流是电子的运动。开关阻止此流程。目前使用的晶体管尺寸通常为14nm。它只是HIV病毒大小的八分之一和红细胞的五分之一。英特尔已宣布10nm大规模生产,但自从摩尔定律难以保留以来已经很长时间了。

无论如何,随着这个尺寸变小,电子通过隧道效应离开墙壁。以一定的概率退出障碍。技术正在达到物理极限。

它是一种旨在解决这个问题的量子计算机。现有的计算机使用比特,但量子计算机使用量子比特,这两个粒子都可以同时采用两个状态。状态0和1接近光子的偏振态。量子比特可以同时存在于两种状态,而不是一种状态,但它被称为叠加。

为了在常规计算机上表示4位信息,可以一次显示16个量子位。由于20肘,你可以有多达100万平行。

如前所述,存在量子纠缠现象。这意味着即使两个量子位被分开,它们也会同时处于相同的状态。人们可以看到另一个人的状态。

然而,量子比特操作是困难的。逻辑门输出到一个输入,但量子计算机的量子门在输入和输出上是复杂的。观察量子比特的输入是通过量子门纠缠的,所有可能的计算都是在同一时间进行的。问题是我想要实现的结果就是其中之一。有必要找到它。

尽管存在这样的问题,但可以通过充分利用这两个特征来进行快速计算。例如,数据库搜索。检索现有数据库需要引用所有元素,就像我们需要逐个引用数据来调查某些内容一样,当然需要很长时间。但是,量子算法可以搜索平方根时间。换句话说,花费一百万秒的搜索可以在1000秒内结束。

信息安全。目前,因特网或银行通过公钥加密来加密和保护信息。当然,公钥加密可以通过计算解密,但是用现有的计算机处理它需要几年的时间。但如果你在这里使用量子计算机,你可以立即结束它。

它也可以用于模拟。模拟是一个需要大量计算的领域。此外,量子力学本身可用于研究。当然,您可以帮助提高医疗水平。它可用于需要高计算能力的领域,例如发现传统计算机无法解决的新物质或药物,复杂的股票市场计算和人工智能研究与开发。

在下半年在纽约建立量子计算数据中心 = IBM并不是唯一一个竞争量子计算机市场的人。 3月,谷歌宣布推出量子处理器,Bristlecone。普通PC处理器在1位中具有0或1状态。但是,Bryston配备了72个量子比特,它们同时叠加了0和1个信息。

谷歌一直瞄准量子计算机。自从收购D-Wave以来,谷歌一直在这种量子计算机技术的基础上发展,并且在2014年它也一直在测试D-Wave 2的性能。

英特尔还宣布,它已于2017年成功生产出具有17比特处理能力的超导芯片原型。科学杂志Nature称,从2017年开始,量子计算机将从研究转向开发。

再次回到IBM,IBM发布了IBM Q Experience,这项服务允许用户在2017年尝试基于云的量子计算.Q Experience已经完成了超过670万次实验并且已经合作了130多篇研究论文。

IBM同年也推出了IBM Q Network计划。该计划的最初目标是通过提供量子计算开发资源(例如基于20 Q-bit云的IBM Q系统)来促进量子计算生态系统的扩展。共有12家公司和组织,包括三星电子,摩根大通,戴姆勒股份公司,橡树岭国家实验室,欧洲粒子物理研究所(CERN),牛津大学和墨尔本大学。

在此过程之后,IBM终于宣布了第一个商业化模型IBM QS System One。在产品发布时,IBM宣布将在今年下半年在纽约市开设IBM Q Quantum Computation Center。并将开设量子计算数据中心。它将扩大其商业化的量子计算程序,并扩大研究机构和企业的可访问性。这是Q Experience基于云的量子计算生态系统的扩展策略。

无论如何,IBM QS系统意味着已经有可能或者有可能引入到目前为止一直呆在实验室中的量子计算机。有关更多信息,请单击此处

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通过每月的AHC PC和HowPC杂志时代,他在网络IT媒体上观看了“技术时代”,如ZDNet,电子报互联网经理,Consumer Journal Ivers的编辑,TechHolic出版商和Venture Square的编辑。 我很好奇这个仍然充满活力的市场。

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