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D-Wave系统是量子计算吗?(100123)

已有 5363 次阅读 2010-1-23 17:27 |个人分类:计算机|系统分类:科研笔记| 量子计算

D-Wave系统是量子计算吗?(100123)
闵应骅
    D-Wave系统是一家只有55人,投资6.5千万美元的加拿大公司。他们做了一个客户定制的,花几百万美元,用液态氦制冷的东西,说是基于量子力学的计算机。他们与Google和NASA合作,积累了50个专利,使他们的办公室成了世界级的量子实验室。
    传统计算机的一位只有0和1两种状态,但量子计算机中一个量子位可以是0,1或0和1的迭加。如果能做到几百、几千量子位,它就能解决最困难的编程问题、极快搜索数据库、模拟复杂的量子系统,例如生物分子。
    D-Wave要建造的是一个专用量子计算机,而不是一个通用机,去解一个特定的数学问题。这使我想起,在计算机发展的早期,专用机,甚至是专用模拟计算机曾经很时兴。事实上,用模拟机来解一个特定的问题很有效,尤其是在精度要求不高的情况下很可用。后来,发展为通用电子数字计算机。在量子计算机,是不是要来个否定之否定,又搞专用机呀!
    现在他们可以做到128量子位,但不能说比现在的PC机更强。他们计划今后两年内他们将做到几万个量子位,最后做到百万位。不少专家怀疑他们这是不是量子计算机。 内行人说他们没有谈怎么解决纠缠态的问题,即量子位之间的耦合。达到百万位,那只能是一个广告。
    D-Wave用一个包含约瑟夫逊结的铌金属环的芯片,两种超导体用绝缘体分开。当芯片制冷到特别低的温度时,电流沿着环流动,而显现量子性。用方向表示状态,逆时钟表示0,顺时针表示1,电流流动时表示0和1的迭加。许多人企图用这个来实现逻辑门。但D-Wave不是这样,而是用所谓“绝热量子计算”,先把各量子位初始化到最低能量状态,然后绝热地开启量子位之间的互动,来编码一个量子算法。最后,量子位转向一个新的最低能量状态。读出量子位就完成了计算。但是,量子位很脆弱,散射磁场和其他环境干扰很容易破坏其量子性和相干性。IBM的专家说,绝热量子计算必须能容错,即有效的差错校正。专家们就此提出的问题很多。但是,想一想,电子管计算机、集成电路计算机刚刚做出雏形的时候,问题也很多,甚至觉得是无法解决的。最后不是都解决了吗?我以为,我国应该下大力气,研究这些真正原始创新的东西、这些与世界在同一起跑线上的东西,才能达到世界科技前沿。

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1 俞立

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