量子计算机还没完全实现 硅谷已流行量子计算

网易科技报道
2018-03-18

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网易科技报道2018-03-18

3月17日消息,据国外媒体报道,“想参加关于量子计算的聚会吗?”

我没想到会有人问我这个问题。我的大脑有些转不过弯:因为就在之前,我刚刚结束了对谷歌量子计算科学家贾罗德·麦克林(Jarrod McClean)长达一小时的采访,现在正在在心里盘算着如何组织文章。麦克林的谈话在采访前一天引起了我的注意:他激动地说了几句话,热烈地说了一句,在幻灯片中指出相关方程和图表。他的观众有一屋子的美国物理学家。这里是美国物理学会的3月份会议,而我的主要工作是为这个世界上规模最大的物理学会议撰写通讯稿件。,我在那里为该组织的通讯撰稿。麦克林告诉我,第一个量子计算机算法将模拟复杂的分子运动,最终能够发现有用的新材料。

对于聚会的邀请,我当然会参加。我想我可以做一些轻松的闲聊。麦克林在他的背包里翻了一遍,递给我一张明信片,上面是黑色的铁磁流体四处飞溅。在液滴上方,有这样一行字:“谷歌量子人工智能聚会。3月8日星期四晚7点30分,斯泰达德酒店楼顶“。

这无疑是我所参加过的最具魅力的物理学聚会,而且按非物理学标准来看也一样。在洛杉矶天际线的包围下,斯泰达德酒店顶楼的露台上有两个开放式酒吧,仿制植物做成了像猫一样的造型,还有一桌杂乱的小食。在懒人沙发旁边,一小群研究人员挤在一台笔记本电脑旁,正在讨论第二天要用的幻灯片。

“在五年前这种场景是难以想象的,”物理学家斯蒂芬·乔丹(Stephen Jordan)说,我在电梯附近遇到了这位微软研究员,“我们没有钱,也没有意识。”

他们现在肯定有意识。去年,谷歌,英特尔和IBM等量子计算领域的巨头每隔几个月就会发布一项新技术里程碑。11月份,IBM宣布推出一款具有50量子比特的量子计算机。上周,谷歌发布了一款拥有72量子比特的机器。在聚会上,负责该公司量子硬件部门的谷歌物理学家约翰·马丁尼斯(John Martinis)告诉我,他认为他们正在接近“量子霸权”——这意味着他们很快就可以执行经典计算机无法实现的量子算法。布里斯托大学物理学家梅赛德斯·希梅诺·塞戈维亚(Mercedes Gimeno-Segovia),科技公司和学者们希望进一步改进这些机器,甚至在讨论如何用现有的芯片制造技术来构建量子机器。

一位研究生告诉我,他在同一周还参加了两次关于量子计算的豪华聚会——一次是由IBM组织的,另一次是由位于旧金山湾区的Rigetti公司组织,这家公司专门研发量子硬件和软件。威斯康星大学麦迪逊分校教授爱德华·伦纳德(Edward Leonard)指出:“IBM在聚会上用的是一种名为”纠缠杜松子酒“的鸡尾酒,“这种酒意指量子计算机机制之一的量子纠缠。但是,你知道,起作用的是接骨木花甜酒而不是超导电路。 “口感很好,”伦纳德评价道,“很像杜松子酒混合了奎宁水的味道。”

但庆祝活动可能还为时过早。在有约11,000人参加的会议上,几位演讲者小心翼翼地指出,量子计算机能够达到广泛应用需要大约一百万个量子比特——远远超过谷歌的72位量子比特,这是公认的原因。目前,科学家们仍在测试他们研发的量子计算机工作原理,这意味着他们只能实现简单的算法。例如,谷歌和IBM的研究人员已经模拟出像氢这种小分子的运动,当然物理学家已经理解了其运动原理。英特尔研究人员正在准备模拟在一组电子中发生的,已经经过充分研究的具体现象。麦克林的算法要求同时使用量子计算机和经典计算机来确保精确度。

我一眼就看到了麦克林,他的头发在聚会上非常显眼。 “你看过表演艺术家吗?”他问我。很难忽视表演者。一个名叫Yozmit的女人,正在用低沉的声音为我们唱着小夜曲,头上戴着一顶用发光二极管装饰的透明头盔。一种深沉而谐调的声音让我们小夜曲 - 穿着戴着LED的清晰的头盔。 “这个聚会很有哈特穆特的风格,”麦克林说,“表演艺术家是他私下的朋友。”

哈特穆特·内文(Hartmut Neven)就站在吧台旁边。这位负责谷歌量子人工智能实验室的物理学家是这次活动的组织者。他为这次聚会特意做了打扮:身着黑色夹克衫,领口稍显宽松,色彩鲜艳的运动鞋上覆盖着尖刺,额头上方还搁着一幅太阳镜。

“我挑选了一些我认为物理学家会喜欢的古怪东西 “他略显醉意地告诉我,不断摇晃着一杯鸡尾酒, “这就是为什么现场会有激光” ——他指着墙上的投影——“和现场模拟音乐。”我发现角落里有人正在把玩看起来像双管电子记录器的东西。而另一位音乐家正在演奏出空灵的合成器声音。

“你应该对这个非常有兴趣,”有人说。

希梅诺·塞戈维亚朝我走来,我问她关于聚会装饰的想法。 “我认为这应该看起来像是量子纠缠在一起,”她说,指着墙上打结线条的投影,看上去就像Windows 95屏幕保护程序。在另一面墙上,是像万花筒一样重复几何形状的投影。 “我不确定它们与量子计算有什么关系,”她说。 “你应该去采访一下哈特穆特。”

似乎很少有人能够理解这个聚会的意义所在。这与会议本身并没有太大的不同,那些拥有博士学位的物理学家坦承自己也无法真正理解那些行话繁杂的演讲。对于这个复杂的领域来说,这相当典型,从量子物理学(理解计算机的原理机制)到工程学(如何开发量子计算机)再到软件设计(处理大数据)都是如此。

那么为什么他们现在对量子计算如此兴奋呢?量子计算机能够有实际应用之前还需要几十年的时间。现有的量子计算机还不能自行纠错。微软设计的量子计算机是由一种不确定存在与否的微小物体构成。他们也不确定量子计算机的有什么好处,但量子计算机遵循的是量子力学,与现行电子设备中应用的规则完全不同。这意味着,它或许可以解决一系列根本不同的规则问题。至少,聚会确实把这种兴奋转化为我们都能理解的语言:一个开放的酒吧。

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