盡管近乎天價(jià)，D-Wave還是成功拿到了第一張訂單，美國(guó)知名的軍備制造商洛克希德·馬丁已經(jīng)購(gòu)買了一臺(tái)D-Wave One并將其用在一些復(fù)雜的項(xiàng)目上，比如F-35戰(zhàn)斗機(jī)軟件錯(cuò)誤的自動(dòng)檢測(cè)。2012年10月，D-Wave公司獲得了來自亞馬遜創(chuàng)始人及CEO貝索斯(Jeff Bezos)以及美國(guó)中情局(CIA)下屬投資機(jī)構(gòu)總計(jì)3000萬(wàn)美元的投資。
注：好東西軍方先用?還是希德·馬丁公司當(dāng)了冤大頭?
今年年初，D-Wave Two 量子計(jì)算機(jī)面世，其處理器達(dá)到了 512 量子位，是目前商用市場(chǎng)上最強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)。其售價(jià)也隨計(jì)算能力飆升，達(dá)到1500 萬(wàn)美元——然后就是本文開頭發(fā)生的事情，獲得了谷歌和NASA的訂單。對(duì)這家公司來說，盡管量子計(jì)算機(jī)的商業(yè)化道路很漫長(zhǎng)，但“拼口才不如拼實(shí)力”的策略似乎讓讓它成功了。
眾巨頭競(jìng)相為之折腰、被視為摩爾定律終結(jié)者的“未來計(jì)算機(jī)”究竟是什么?
量子計(jì)算機(jī)的設(shè)想最早是美國(guó)物理學(xué)家費(fèi)曼于1982年提出的。他發(fā)現(xiàn)，分析模擬量子物理世界所需要的計(jì)算能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了經(jīng)典計(jì)算機(jī)所能達(dá)到的能力，而用實(shí)驗(yàn)室中一個(gè)可控的量子系統(tǒng)(比如：一臺(tái)量子計(jì)算機(jī))來模擬和計(jì)算另外一個(gè)我們感興趣的量子系統(tǒng)(比如：宇宙)，會(huì)非常高效。
注：理查德·費(fèi)曼 Richard Feynman(1918～1988)
與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)類似，我們完成量子計(jì)算所操縱的最基本單元也是比特，只不過是量子世界的“比特”。對(duì)于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)來說，一個(gè)電路不是“開”就是“關(guān)”，相對(duì)應(yīng)的一個(gè)傳統(tǒng)比特不是0就是1。
對(duì)于量子計(jì)算機(jī)來說，一個(gè)量子比特可以同時(shí)表示0和1，兩個(gè)比特就能表示00、01、10、11四種狀態(tài)(即2的2次方)。因此理論上，只要有300個(gè)量子比特，其承載的數(shù)據(jù)就能是2的300次方，這將超過整個(gè)宇宙的原子數(shù)量總和。而300個(gè)傳統(tǒng)比特能夠承載的數(shù)據(jù)只2的300倍。簡(jiǎn)而言之，量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力將是目前傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)所無(wú)法比擬的。
D-Wave的產(chǎn)品真的是量子計(jì)算機(jī)么?
上述“利用N個(gè)量子能夠承載2的N次方的數(shù)據(jù)量”叫做“量子門電路”，是一般科學(xué)界所說的量子計(jì)算機(jī)的原理，但D-Wave似乎并非基于這個(gè)原理。
注：量子比特原理圖
D-wave的芯片利用的計(jì)算技術(shù)名為量子退火，與量子門電路是非常不同的。舉例說，能在量子門電路上運(yùn)行的、有可能瓦解一切密碼的一種算法，實(shí)際上不能在D-wave的芯片上運(yùn)行。
當(dāng)然D-Wave聲稱，在處理“優(yōu)化”問題的運(yùn)算上，其產(chǎn)品勝過傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)還是毫無(wú)壓力，谷歌這次購(gòu)買D-Wave Two擁有超過傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)1萬(wàn)倍到5萬(wàn)倍的運(yùn)算能力。
所以，嚴(yán)格意義來講D-Wave并非一般說的量子計(jì)算機(jī);并非通用的計(jì)算機(jī)，它只能作為傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的輔助，解決一個(gè)特定的問題。但由于“優(yōu)化”是一個(gè)牽涉廣泛的問題，因此D-Wave還是大有用武之地。且期待谷歌和NASA聯(lián)手建立的實(shí)驗(yàn)室的能放出什么大招吧。
注：D-Wave的系統(tǒng)需要在絕對(duì)零度高千分之幾度的極端低溫下才能運(yùn)作，圖為D-Wave冷卻和屏蔽裝置的一部分
當(dāng)然，如果將量子計(jì)算機(jī)定義為關(guān)鍵的計(jì)算過程依賴于量子效應(yīng)的計(jì)算機(jī)的話，D-Wave仍可以被稱為量子計(jì)算機(jī)。D-Wave公司大打“量子計(jì)算機(jī)”旗號(hào)圈錢，也不算欺詐。
一般意義上的通用型量子計(jì)算機(jī)基于量子力學(xué)的基本原理，能夠承載的運(yùn)算數(shù)據(jù)量甚至能夠超過全宇宙的粒子數(shù)目。但是，學(xué)界認(rèn)為D-Wave公司的產(chǎn)品并非一般意義上的通用型量子計(jì)算機(jī)。距離“真正的”量子計(jì)算機(jī)問世，還將有10～30年的長(zhǎng)路要走。
量子計(jì)算機(jī)何時(shí)能夠普及?
在D-Wave大出風(fēng)頭的同時(shí)，還有其他的公司和研究機(jī)構(gòu)在開發(fā)量子計(jì)算芯片。量子內(nèi)存和量子交換機(jī)也正在研究中。
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