导读:
十二月九号,美国科技巨头谷歌对外发布了一则消息,它研发了一款新的量子芯片——柳树。
那么这款量子芯片有什么独到之处呢?
其一是被津津乐道的计算能力。
五分钟可以计算出传统超级计算机需要10的二十五次方年,才能计算出来的问题。
10的二十五次方年是什么概念呢?
以现在物理学建立的时间尺度,已经远远超过了目前宇宙的年龄。
毕竟宇宙的年龄也才一百三十八亿年而已。
其二、这款量子芯片,据说突破了困扰研究人员长达三十年的纠错难题,让量子芯片的错误率呈指数级的下降。
说道这里想必很多人会很惊讶,量子计算居然还会出错?
因为量子芯片在进行数据处理的时候,处在一种叫做量子态中,而量子态的特性非常的脆弱,会受到环境的干扰,发生一种叫做退相干现象。
最终就导致了量子态出现问题。
这段话有两个术语,听起来有些莫名其妙,就放在后面去说。
总之这款量子芯片的出现,让美国的科技界的大佬纷纷出来战队点赞,就连马斯克都出来说了一声:“哇!”
那么这些好消息一出,熟知企业运行惯例的人就知道,谷歌在股市中的表现,一定呈现出起飞的状态。
事实也是如此,谷歌母公司的股价在十号涨幅就达到了6%,这种上涨趋势可不是一天就能结束的。
当然谷歌这次吃到了量子芯片的肉,其他相关企业也喝到了汤。
比如在量子芯片领域中知名度极低的一家叫做Rigetti Computing的企业,同一天就上涨了45%。
其实从股市上看,量子芯片在美国今年就一直处于上涨的趋势,这家知名度较低的量子芯片企业,今年已经累积上涨了659%。
那么为什么会出现这种情况呢?
这就得说到人工智能,这个领域是近些年来一个非常热的领域,毕竟这是下一场工业革命的一块基石。
中国和美国在这条赛道上的比拼就一直没有停下,而量子芯片是人工智能的一个重要的环节,会引发人工智能的重大变革。
所以量子芯片出现这样的情况也就难免了。
说到这里就会有一个疑问,中国的人工智能和美国的人工智能孰优孰强?
其实从身边发生的事情,就能感觉出一二。
在中国从网络搜索,到输入法几乎都和人工智能挂了钩。
对于这个时不时就想往你眼前凑的家伙,很多人就一个字——烦。
但同时也会解决一些繁琐的问题。
十一月份的时候,网络上还出现了一个小机器人问大机器人。
“你们还在加班吗?要不跟我回家吧!”
然后一路喊着:“回家!回家!”
十二个大机器人跟着就走,还一路喊着回家,就像喊号子一样,排成一排要回家。
中国的人工智能能有什么坏心思,无非就是想着回个家而已。
这应了一句话,金窝银窝不如自己家的狗窝。
你忍心拒绝这些机器人吗?
看看美国的人工智能,爆出来的问题,这里就不提了,有兴趣的可以去查一查。
量子计算为什么这么厉害
任何的计算都有一套原理,那么在计算机中所谓的计算,是一种二进制变量计算,这个计算被叫做经典比特。
什么意思呢?
在二进制的世界里,只有两个数字用来描述计算,这就是零和一。
而零和一的表示只有两个意思,一个是是,另一个是不是。
这就像是电控开关一样,打开灯亮了,关闭灯灭了。
所以比特可以形象的比喻成一个开关,打开表示是,关闭表示不是。
也就是说一个比特就只能表示一种状态,要么是是,要么是不是。
在传统的计算机中,有且只有一个比特在运行,只不过它的运行非常快,快到比人拨动算盘还要快。
所以普通计算机的计算速度要比人快,再加上它们不知疲倦,所以计算机就开始代替人类进行计算。
在这条路上,甚至科学家们研发出了超级计算机。
但不管是超级计算机和普通计算机,都改变不了它们的特性,在同一时间只能运行一个比特。
那么如果同时运行两个比特会是什么样子的呢?
这个时候,就会出现这样的表述00、01、10、11四种描述出现,这种计算是传统计算的二十二倍。
而带动的信息储存和运算速度还以指数级进行增加。
这还仅仅是两个比特同时运行,那么比特同时运行的数目变成N呢?
计算量将会变的极为恐怖。
在文章的开头就提到了,谷歌这次研发的量子芯片可以用五分钟的时间,解决传统超级计算机需要10的二十五次方年,才能计算出来的问题,也就可以理解了。
因为这枚量子芯片让同一时间可以运行的比特更多。
这个计算过程就可以看做是量子态,比特可以进行不断的叠加。
那么在这种叠加中,必然会出现一个问题——脆弱。
所以量子态会受到环境的干扰而出现问题,错误率也就诞生了。
科学家在不断添加比特的同时,就要解决这个错误率,或者降低错误率。
这就是量子计算。
当然这个回答并不详细,很可能还有错误和疏漏,但用来给不知原理的旁观者去理解也足够了。
如今对于量子的投资在不断的增加中,比如在2020年全球量子投资的总额已经突破了十亿美元,这个数字是前四年的总和。
到了2021年的六月份,全球量子投资的总额已经到达了十三亿美元。
所以关于量子计算的投资是在不断的加大中。
其他各国的量子计算
欧盟从2018年就开始投入一个叫做量子旗舰的计划,金额高达十亿欧元。
英国的牛津大学成立量子研究中心,投入两亿五千亿美元培养人才。
日本在2019年也有计划,想要在十年内投入三亿六千万美元。
还有很多。
与此同时各国的量子企业也如同雨后春笋一样,也多了起来。
那么中国在这个领域其实算是一位后来者。
但根据统计,中国的量子科研论文在全球的发表数量排名首位,关键专利应用排名也位列首位。
所以中国在量子领域,其实是位列全球首个梯队中的。
不说别的,2017年,中国的科技大学就宣称构建出了世界首台光量子计算机,全球首次实现十个超导量子比特的高精度操纵。
尤其是在量子通讯上,中国可以说是傲视群雄,因为中国在2016年就发射了世界首颗量子科学试验卫星——墨子号。
中国的量子技术也在稳扎稳打的向前推进。
比如在安徽合肥有一个高新区,在这里还有一条路叫做云飞路。
而这条云飞路还有一个名字,叫量子大道。
听到这个名字,就知道这条路上的企业是做什么的了?
的确在这条路上,不仅有中国首条量子芯片生产线,还有中国十家量子企业驻扎在这里,比如中科大国盾、本院量子、国仪量子等等。
这些企业之所以聚集到这里,因为中国的首台量子计算机的原型机——本源悟源,就被放在了这里。
这台量子计算机自从被放在这里之后,就处在一天二十四小时不断运行中。
支撑这台量子计算机的运行,是放置在里面的六量子比特的量子芯片。
目前中国的量子计算有很多,比如祖冲之系列、本源悟源系列、九章系列等等。
不说别的在2021年的十月份,中国已然成为世界上唯一的在超导量子和光量子两种体系下达到“量子优越性”里程碑的国家。