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Google为何搞量子计算机?

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前几天,Google与NASA(美国宇航局)合作建立一个实验室,目的是研究量子计算机。Google与高校空间研究协会(与NASA有密切合作的非盈利组织)购买了量子计算机,进行量子计算研究。

量子计算与传统计算的区别

传统电脑利用几百万个电子晶体管进行数字运算,将0和1作为基本元素。量子计算机完全不同,它更有弹性,它使用的不是二进位代码,而是量子位元(又叫“量子比特(Qubits)”),它可以同时代表0和1。要进行量子计算并不容易,但在一些数字电脑失败的领域它可以发挥所长。

Google用一个简单的例子来告诉我们量子计算机和传统计算机的差别:

在一个虚拟界面上存在山冈和低谷,我们要找到最低点。传统电脑会从一个点开始寻找,不断搜索,有系统地搜索:是这里吗?这里呢?查找的过程很慢,除非你有无限的时间和耐心,否则就只有向“足够好”的答案屈服;要知道,就算现在的答案不错,新的、更低的点也可能在几次计算后出现。

量子计算效率就高多了,因为它可以同时从多个标准来评估,从而大大改进计算效率。

量子计算机无法替代传统计算机

IBM和微软等许多科技公司都在研究量子计算技术。D-Wave是唯一销售量子计算机硬件的厂商。D-Wave公司科林?威廉姆斯(Colin Williams)说,在少数复杂问题上,量子计算机要快5万倍。要注意,它是有前提的,因此宣称的高速有所保留。

比如,你如果只想发个邮箱、听首音乐,用量子计算机不会有太大区别,但完成复杂任务就不同了。

Google Research工程主管哈特穆特?内文(Hartmut Neven)在博客中表示:“希望量子计算机可以让研究人员更有效率地工作,更准确地为一切研究建模,包括语音识别、网络搜索、蛋白质折叠。我们相信,在已知物理定律下,量子机器学习能带来最富创造力的解决方案。”

我们可以这样理解:量子计算机不太可能很快淘汰数字计算,量子计算机有自己的限制,而且它很难建造、很贵。

还有,到目前为止,量子计算机大多是基于理论的,量子人工实验室(Quantum Artificial Intelligence Lab)设立的目的之一就是推动理论的发展。它的目标是将理论用于实践,解决现实的问题,为真正的量子设备编写代码。未来有何计划?会不会用在个人方面?Google拒绝透露详情。

Google为何感兴趣

微软也有自己的项目,它叫Station Q,它也是为复杂数学问题寻找量子计算方案,还有许多其它研究组织也在着手相关问题的研究。

Google对新技术一直很痴迷,社交网、可穿戴设备、自驾汽车、现在又是量子计算。这些项目有一些相似之处,它们都可以强化公司的数据中心基础设施。

Google希望利用量子计算更好地理解人的语音提问,该技术不只可以用在搜索引擎上,还可以用在移动应用上,如Google Now和Google Maps。

Google称:“我们已经开发一些量子机器学习算法。当中一些可以提高识别能力,比如在移动设备电源不足时识别。一些可以处理高度污染的训练数据,在现实世界中,许多时候数据被贴错标签。我们还从中学到一些经验,比如,纯粹使用量子计算不会得到最好结果,将量子计算与传统计算结合更好。”(信源:凤凰网)

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