量子计算 更快?更慢?抑或亦快亦慢? 量子计算机和普通计算机之间首次真实开战 May 18th 2013 |From the print edition 芯片制造商讨厌量子力学。半个世纪的摩尔定律意味着他们的产品已经萎缩到要以怪异出名的量子世界里。如此一来,设计就更加艰难。所幸的是,同样古怪的量子能转化为特性而非故障。多年来,专家们一直在研究那些依赖同样奇怪的量子力学法则来进行有用计算的计算机,途径是使用二进制(即既有“1”也有“0”两个值)。这样,他们就能比非量子型的“传统”计算机的计算能力更快。 进步缓慢却稳定。现在,要看清量子计算机到底在真实世界是如何运作的似乎已经成为可能。5月15日,在意大利伊斯基亚举办的一次电脑大会上,麻省艾莫斯特学院的电脑科学家Catherine McGeoch介绍了她的论文,内容有关一家名为D-Wave的加拿大公司生产的量子计算机的性能。 D-Wave的历史丰富多彩。2007年,该公司大张旗鼓地宣称将推出一款量子计算机,引起媒体争相报道(包括《经济学人》)。这款电脑听来十分高端,因为它配有超导芯片,能冷却至绝对零点几度。但是,该公司并未透露任何具体信息。此外,许多电脑科学家们对其声称设计出了一台真正的量子计算机心存疑虑,因为这毕竟与钻研同样问题的学术实验室相比过于超前。然而,2011年《自然》杂志发表了一篇论文,此后,人们便公认该公司的确制造出了一台绝热量子计算机。 “标准”绝热量子计算机(如果果真存在的话)能回答与传统电脑同样类型的问题,但隔热量子计算机与其不同,后者只能回答某一类内容广泛的问题,即“离散优化”问题,许多标准需要同时满足,电脑也必须试图尽量满足它们。D-Wave的设备把这个问题编码到量子系统中,然后试图找到能量最低的情况。这就好比找方程的最小值,数学好的读者可能会回想起自己上学时做的题。(我就是哈哈~~) McGeoch博士和一名来自西蒙弗雷泽大学的研究生同时给D-Wave的机器和一般电脑硬件配置的传统演算法出了三道极其棘手的数学题。结果他们发现前两个题目上,两台机器表现同样好,但到了第三个题目(如果你一定要问是什么的话也不妨告诉你:无约束二进制最优化问题),D-ware的机器表现得更好,比一般硬件配置的电脑要快约3600倍。 然而即便如此,其中也有蹊跷。麻省理工大学的电脑科学家Scott Aaronson指出,与D-ware机器竞赛的一般运算机器只是普通机器,而非用于针对专门问题的机器。拿它们与D-ware的机器相比就像用拉车马与英国纯血马赛跑。Aaronson博士的依据是一篇四月份发表在“在线资料库”arXiv上的论文。这篇论文的作者是由苏黎世理论物理学研究所的Matthias Troyer领导的一个小组,他们发现在普通计算机上执行定制过的经典算法速度比D-ware的机器还要快。Aaronson博士说道:“现在毋庸置疑的是,D-ware的计算机曾经比一般的计算机解决问题要快。” 普通计算机几乎可以与D-ware现在推出的机器媲美,但这并不意味着量子计算机毫无可取之处。一些学者正在研究通用的量子机器,能用以解决D-ware设备无法解决的问题,并且已经取得了进展。如果这些通用型机器真的能够建成,它们就能用来解决一些难题—比如模拟化学反应或者破解许多代码包括哪些用来给电子商务加密的代码—而且速度要快于任何传统计算机。然而,即便通用型电脑也不能算作是科幻小说和天花乱坠的科幻广告的“百宝箱”。电脑科学家们认为,在很多方面,它与现在的普通计算机相差无几。 From the print edition: Science and technology |
discomize 发表于 2013-5-21 09:23
Dr Aaronson points to another paper, published in April on arXiv, an online repository, by a group l ...
discomize 发表于 2013-5-21 09:23
Dr Aaronson points to another paper, published in April on arXiv, an online repository, by a group l ...
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