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D-Wave的量子计算机发展到哪一步了?

D-Wave的量子计算机发展到哪一步了?

由网友 DeepTech深科技 提供的答案:

关于这个问题,D-Wave 公司 CEO Vern Brownell 在 1.28-1.30 日由 DeepTech深科技举办的 EmTech China 全球新兴科技峰会上表示:

下面我们简单地说一下我们的量子计算。我们可以把它比喻为 3D 图解,我们想要解决的问题是,如何在 3D 场景里面找到最低的一个点或者是一个问题的最佳解决方案。D—Wave 量子计算可以使用一个公式来找到解决方案。一般来说,利用传统的一些算法找到这个最小的值是非常困难的,因为这需要在整个 3D 的场景里面走一遍才能找到,但是如果使用我们的量子计算,就可以非常迅速的找到最终答案。

我们的 D-Wave 量子计算机有一个冷却器。整个量子计算机运算的温度非常的低,几乎已经达到了绝对 0 度,甚至比外太空还要冷,而且它必须是真空的,同时需要附加一个电磁隔离。可能未来 200 年或者更长的时间之后,人才可以在量子计算机周围走动。量子芯片上面采用超导体构建,它们构成了超导芯片。我们使用的是自己专利的技术打造芯片,这是世界上最先进的量子处理器。它可以达到 2000 乃至 4000 个量子比特的等级。

我们的量子比特基本上是一圈一圈的立方体。可以使用量子计算机解决很多困难的问题。除此之外超导体芯片本身的能耗也比较低,这样的芯片在未来可以很大程度上减少能源的消耗,它的运算能力更强,而且发热量也会越来越低。我们的量子优势或者说量子霸权存在哪些问题呢?我不是很喜欢霸权这样的词。实际上我们现在比较接近量子优势了。

有一些人比较怀疑 D-Wave 公司,他们希望看看传统的算法是不是可以比 D-Wave 的量子计算机更快的解决问题。但其实 D-Wave 的量子计算机是世界上最先进的量子计算机。他们最后会发现,我们的量子计算机的运算速度要比传统算法快 2000 倍。

D-Wave 有可能是第一个展示出量子优势的公司。我们希望给客户提供真正的服务。我们的最新产品将会在未来的几个月内正式发布,我们也将在真实产品的应用中展示我们的量子优势。量子计算机的应用涉及各行各业,其中也包括机器学习、材料科学、网络安全、错误探测。

再举个简单地例子,我们和大众进行合作,希望可以减轻北京的交通压力。我们使用了量子算法来计算在北京的 418 辆出租车的交通流向,只用了 22 秒,并且找到了最好的方法来缓解北京的出租车的交通阻塞问题。

那么我们在量子计算机方面已经发展到什么阶段了呢?

图片上显示的横轴是时间,纵轴是计算性能,我们发表了很多论文证明我们已经超过了图中绿线的水平,接下来几个月发布的新的产品,将会在性能方面有所提升,我们也正在不断地提升自己的系统,并且和消费者进行合作,向其提供更多的服务和产品。

随着整个量子运算的能力越来越高,在未来量子计算使用起来也会更加方便。上图是我们自 2004 年以后所取得的一些进步,可以看到 Gate Model(红色的线)的增长率比较低,D-Wave 一开始也是一个 Gate Model 量子计算机的方式,后来我们决定放弃这种方式,开始使用量子退火的方式,可以看到增长的速度非常快。我们在这个领域已经超过 20 年,也一直在见证当前量子计算的发展。

现在有很多量子计算机供应商,不过我们相信 D-Wave 已经处于量子计算的前沿阵地。量子计算在未来将会是一个必要的计算工具,它可能不会替代传统的计算资源,但它会成为我们传统计算的辅助工具。

D-Wave 也是目前唯一可以提供商用的量子计算机的公司,如果大家想要把量子计算机放到自己的数据库,那么我们可以给大家提供这样的服务,而且,我们现在有很好的理论,但实际上使用这些理论是非常困难的,想要大规模应用量子计算来解决困难的问题还需要几年的时间,我们也正在不断的进步,相信我们的技术是促进量子计算机商用化的最佳捷径。

相信量子计算将是一个非常令人兴奋的领域!

由网友 SummerClover 提供的答案:

量子计算机由于其“量子并行”的强大力量,可以在许多问题的计算上实现相对于经典计算机的指数级提速。学界一般认为,50量子比特的通用量子计算机是一个里程碑的成就——其计算能力足够超越现存最强的超级计算机。

但D-wave是典型的量子退火机,而非通用型量子计算机。量子退火机是用来解决一类特定问题(组合优化问题)的量子计算机。组合优化问题是人工智能中很复杂又很重要的一类问题,它广泛地存在于基础科学、工程科学中。但经典计算机却又无法高效地解决。组合优化问题的量子加速意味着我们以超越超级计算机的速度解决这类问题。

2000量子比特的量子退火机和50量子比特的通用型量子计算机也不能相提并论。前者是解决特定的一类“组合优化问题”的,而后者顾名思义可以运行所有的量子算法。比如,前者就不能解经典秘钥,而后者就有这样的能力。

研发上,它的量子比特数几乎十多个月就能翻翻。

应用上,它也有非常广阔的前景。

甚至在一些基础科学领域,D wave也可以有不错的应用。比如材料模拟、化学模拟、蛋白质模拟等等。以蛋白质模拟为例,模拟蛋白质折叠的过程会极大地帮助人类理解复杂生物系统的行为。特别地,还可以极大地促进新药物的研发。

NASA也认为,量子退火机可以用于优化航天器的路径规划。深空宇航器有无数可行的路径脱离地球轨道,还有无数的路径可以利用其它大行星的“引力弹弓”效应加速,还有无数的路径达到太阳系遥远的深处。这无数的轨迹该如何选择呢?当人类只是探测月球、探测火星时,普通的计算机就能很好的规划路径。但对于深空宇航器而言,路径的规划、燃料的储备、时间的花费、行星的运行等等因素的综合考量会变得非常复杂。好的路径规划可以让同样的宇航器到达更远的地方,完成更多的航天任务。

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