微软,谷歌,IBM火拼 斥巨资研发量子计算机

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    据外电报道 目前,微软向量子计算领域投入大量资金和技术力量,试图研制一款功能远超传统数字计算机的机器。随着技术的进步,针对曾经只存在于科幻小说中的超强量子计算机,人们对其未来显得更加乐观,并认为量子计算机有可能研制成功。一旦量子计算机研制成功,将对新药开发、人工智能等领域产生深刻的影响。


    从一开始的探索到投入巨资研制量子计算原型机,微软这一举动也反映出在量子计算领域全球科技公司的激烈竞争。谷歌(微博)和IBM也在量子计算领域加大研发投入,以期取得突破。
在量子物理领域,微软选择了与其它竞争对手不同的路径--被称作任意子的绞辫粒子。物理学家们形容这种门子存在于二维空间中,可以用于构建超级计算机的模块,并激发亚原子粒子的物理特性。
    前沿研究人员认为,目前的难点不仅在于研制实用的量子机器,还在于研制可以控制量子比特形成的软件。量子比特是量子计算机脱离传统数字计算机的计算模式,是跨越到量子计算的关键。
    传统的晶体管基于数字1和0,一次只能处于开或者关一种状态,而量子比特可以将这两种状态叠加,或者同时处于两种状态。如果量子比特处于“卷入”状态,物理上与其它量子比特分离但被相互缠绕,这就带来巨大的现实意义。量子计算机就是由成千上万的量子比特组成的。
    微软早在2005年就开始资助该领域的研发,建立了由数学家迈克尔·弗里德曼(Michael Freedman)领导的Station Q实验室。
    资深工程经理托德·霍姆达尔(Todd Holmdahl)称,微软目前已经具备设计基本量子比特构件单元的能力,随时准备研制一台完整的量子计算机。霍姆达尔在过去负责过很多微软的研制项目,包括 Xbox视频游戏机和HoloLens增强现实系统。霍姆达尔说:“一旦我们得到了第一个量子比特,我们就走向了通往成功的坦途。”
    针对量子计算机是否能够进行实际意义上的计算,在物理学家和科计算科学家间还有着争议。
    研发人员采用不同的材料和设计方案试图获取量子比特。微软选择的路径是基于获取新能量的角度。今年的诺贝尔物理学奖就颁给了在二维空间物质形态基础研究领域做出贡献的科学家。
霍姆达尔的项目团队成员是来自于荷兰代尔夫特大学、哥本哈根大学、悉尼大学和苏黎士理工的物理学家。他们都将成为微软人工智能研究团队的雇员。
    在过去的两年中取得的成果进一步增强了科学家们研制出更加稳定量子比特的信心,微软的物理学家们决心在不远的将来研制出拓扑量子计算机。微软研发团队将同时利用半导体和超导体。他们最近在控制可被用于形成量子比特的材料方面取得了进展, 距离将量子计算温度控制在绝对零度的目标已经非常接近。
但是,目前能够比数字计算机更高效的算法还没有。也许在某一天,肖尔量子计算法(Shor’s algorithm)能够被用于计数,使未来量子计算解码成为可能。如果这能实现,将成为震动整个世界物理界的成果,现代电子商务的密码将不会被破解,机器学习和数据搜索速度将会更快,同时也会推动计算机视觉和声音识别技术的巨大进步。
    当然,上述技术一旦实现突破,将于有助于人类对基础物理学更深入的理解,也使物理学家理查德·费因曼(Richard P. Feynman)在1982年提出的量子计算机设想成为可能。
    荷兰代尔夫特大学柯文采(Kouwenhoven)博士说:“我对量子计算机的梦想就是它能以量子物理的方式解决问题。

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