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量子计算机能给社会带来怎样的变革?

2019/10/24

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       作为继人工智能(AI)等之后的革新性技术而受到期待的量子计算机“超越超级计算机的日子”到来。美国谷歌宣布成功完成了实验,验证此前属于理论概念的量子计算机性能、迅速解答了最尖端超算需要1万年的问题。美国IBM等也积极推进研究。迅速的进步迟早将给人类带来前所未有的运算能力。这其中蕴藏着通过活用AI和预测金融市场风险等给社会带来破坏性创新的可能性。

 

由谷歌开发的芯片

 

       谷歌在10月23日的英国科学杂志《自然》上发表了成果,表示实现了“量子霸权”。谷歌的量子计算机用时320秒解出了最尖端的超级计算机需要约1万年的计算问题。

 

       量子霸权指的是量子计算机解决对传统计算机而言较为困难的运算问题的性能。谷歌被认为在全球首次实际验证了理论上高于超算的运算能力。日本科学技术振兴机构的研究员嶋田义皓表示,“将是载入教科书的水平,是名留青史的成果”。

 

       量子计算机根据“量子力学”这一物理法则运行。以往的计算机以“0”或“1”表示信息,而量子力学的世界可以出现“既是0也是1”的特殊状态。

 

       通过采用这种机制的计算单位“量子比特(quantum bit)”,量子计算机能批量处理庞大的信息。运算次数大幅减少,时间显著缩短。谷歌此次以制造随机数的计算验证了高于超算的性能。

 

       谷歌等启动量子计算机的研究,是因为传统计算机基于半导体微细加工的性能提高开始面临极限。随着AI等的问世,需要能处理庞大数据的计算机。

 

       达到50~100量子比特,开发正在转向“噪声中等规模量子(NISQ)”计算机。虽然尚无法用于广泛运算,但越来越多观点期待能改变经济、产业和社会。

 

      有助于缓解交通拥堵

 

       由于运算能力不足而未能解决的难题很多。例如缓解城市地区的交通拥堵。现在,无数的车辆按各自的情况行驶,引发交通拥堵。短时间计算每辆车的行驶路线较为困难。如果使用量子计算机、向每辆车提出“不会引发交通拥堵的最佳路线”,有助于缓解拥堵。

 

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