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姚期智:量子计算机面临最后艰难的一里路—新

发布时间:2017-12-04 阅读:

  瑶池:量子计算机正面临着最后一道难题 - 新闻 - 科学网

  对我而言,最激动人心的未来是我们现在最热门的两个话题。量子计算和人工智能可以结合起来。

  如果一个常用的RSA密码系统使用一个400位数的整数作为密钥,而现在最大的,最好的超级计算机需要60万年来解决密码,一个具有大量存储的量子计算机甚至不需要3个小时就可以完成。

  量子计算机现在已经准备就绪,可以说正处于实现的边缘。当我们看到量子计算机将要完成的时候,我们可以称之为最后一英里,但这可能是一个非常困难的最后一英里。

  为什么量子计算机和传统电脑首先完全不同。有一个中国的寓言,杨认为差异和哭泣。杨朱听说有一只羊丢在了岔路上,没有那么多人去找,感觉很伤心。唯一的办法就是走一条路,然后走另一条路。这代表了传统计算机寻找计算问题答案的问题。

  如果扬子是孙悟空,这个问题就解决了。他可以在头上拉几根头发,把许多不同的孙悟空变成不同的方式。在量子世界里,这些最小的粒子本身就具有和孙悟空一样的能力。猴悟空,如果合适的话,可以很好的工作,换句话说,就是实现一个并行计算,基本上等于无数个计算器为你工作。

  然而,量子物理世界原则上还有其他的后果。在经典物理中,量子相似的情况是轻的。如果一个光源通过一个多孔的屏幕发出一束光线,那么你会看到第二个屏幕光线有时候明亮的黑暗循环现象。这取决于正面波长的参数,屏幕上针孔之间的距离等等。反过来,你可以看到原来的光源,当你看到的结果。如果你想破解一个量子的代码,你可以用量子态来表示它。量子态光学设计的一个有趣的结果是,在一定的模式之后,它会告诉你密码。实际的光学实验需要设置的非常大,但量子计算机可以指数级地降低这个时间,找出原来的密码。 RSA破解是原则。

  另外,量子计算机可以做很多事情。其最重要的应用之一是它可以模拟经典物理学,解决量子方程来解决许多物理,化学和生物问题。

  事实上,经过十几二十年的努力,在量子计算机建设过程中已经取得了长足的进步。现在,科学家已经知道什么样的材料最适合量子计算机,蓝图基本上是存在的,但这仍然是一个非常困难的做法。

  也许在半年时间里,一年之后很多地方都会发布能够产生50个量子位和100个量子位的机器。这些当然是令人兴奋的,但是实际上还没有考虑如何纠正,但纠正量子计算机中的错误是一个非常困难的问题,所以这是最后一步,但也是很长的路要走。

  现在清华大学量子信息中心有用超导,离子做量子比特,甚至钻石量子,他们各有利弊。另外,我们也做了拓扑的一些量子计算,这对纠错特别有用。六年前我们建立了一台量子计算机,现在我们已经成为世界上着名的量子计算机中心。例如,我们制造了第一台可以纠正的量子计算机,但只是在很小的基础上。另外,量子计算机中最重要的就是记忆。我们最近的工作之一就是在一个原子上制造225次回忆,这是以前的10倍。另外,我们也希望这个量子比特将被存放很长时间,而不是在0.01秒内消失。

  我们最近的工作之一是离子的量子计算。它首先将原子电离成离子,然后用激光固定它,并在操纵它的同时冷却它。通过这样做,我们可以做出更持久的量子储存。

  对我而言,最激动人心的未来是我们现在最热门的两个话题。量子计算和人工智能可以结合起来。人工智能是一个想要了解大自然如何成为如此聪明人的人,如果我们可以使用它量子计算,我们可能会比大自然更聪明。

  从目前的角度来看,我们可以看到宇宙所面临的两大挑战:它告诉我们,量子物理可以做一些微妙的事情,我们不能在没有量子计算机的情况下领导它,并且人类无法通过软件达到自然孕育物种的范围。如果我们可以把量子计算机和AI结合在一起,我们可以做出自然界没有想到的结果。

  [记者冯丽飞整理(摘自腾讯公司WE Assembly汇报“量子计算时代的来临”)]

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