【自制】2017,量子计算机领域伪科普帖
婉嫕男 发布于2018-07-30 浏览:2245 回复:5
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这是一篇早就写好的文章,因为一些原因现在才发布,所以标题也是2017年,后续会修改增补,陆续完善。

本文只是为了向大家普及(伪)目前量子计算机发展的概况,不涉及深度科普,不涉及学术争端,只为力求用最简单的语言告诉大家量子计算机百花齐放百家争鸣的市场与研发格局,作者不才,文章肯定会有大量漏洞和不足,也引用部分网站部分资料,不用做任何商业用途,如有侵权,请联系作者删除,未经允许不得转载!

一,量子计算机是什么?(因为量子计算机大热,想必大家都有所了解,且原理过于复杂,非专业人士难以理解,不在此具体讨论原理和发展史)

量子计算机(quantum computer)是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息,运行的是量子算法时,它就是量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。
量子计算机,早先由理查德·费曼提出,一开始是从物理现象的模拟而来的。可他发现当模拟量子现象时,因为庞大的希尔伯特空间使资料量也变得庞大,一个完好的模拟所需的运算时间变得相当可观,甚至是不切实际的天文数字。理查德·费曼当时就想到,如果用量子系统构成的计算机来模拟量子现象,则运算时间可大幅度减少。量子计算机的概念从此诞生。

二,量子计算机业内主要研发企业和机构(因为不属于最新领域,其内研究者甚多,无法一一列举,只寻找互联网企业和有代表性机构)
国外:MICROSOFT,IBM,GOOGLE,INTEL
国内:阿里巴巴,腾讯,中科大,中科院,百度

三,量子计算机目前发展状况,及各家研发进度

  • 百度:成立量子计算研究所

2018 年 3 月 8 日,百度宣布成立量子计算研究所,悉尼科技大学量子软件和信息中心创办主任段润尧教授出任百度量子计算研究所所长,直接向百度总裁张亚勤汇报。

依靠「百度量子、量子百度」的研究规划,百度计划在五年内组建世界一流的量子计算研究所,并逐步将量子计算融入到百度业务中。

  • 阿里:最早布局,2017 年联合研发光量子计算机

阿里巴巴从 2015 年开始就关注量子计算,并和中科院合作成立了亚洲首个量子计算实验室。

2017 年 3 月,阿里云公布了全球首个云上量子加密通讯案例,通过建立多个量子安全传输域,为客户提供无条件安全数据传输服务。

2017 年 5 月,中科大、中国科学院-阿里巴巴量子计算实验室、浙江大学、中科院物理所等协同完成参与研发了世界上第一台超越早期经典计算机的光量子计算机。

期间,世界知名量子计算科学家、密歇根大学终身教授施尧耘和匈牙利裔美国计算机科学家马里奥?塞格德先后加入阿里云量子实验室。

2018 年 2 月,中科院量子信息与量子科技创新研究院与阿里云宣布,11 量子比特超导量子计算服务在量子计算云平台上线。这是继 IBM 后全球第二家向公众提供 10 比特以上量子计算云服务的系统。

  • 腾讯:筹划建设量子实验室

2017 年 12 月,香港中文大学计算机系任副教授张胜誉以腾讯量子实验室负责人、杰出科学家的身份正式亮相。他表示,量子实验室将分别招聘量子方向和 AI 方向的相关人士,希望汇集跟量子相关的算法、复杂性、通讯、模拟、量子物理、量子化学等等各方面的人才,同时也看重量子力学和人工智能的结合。

  • 中科院:与阿里联合

2月22日,中科院量子信息与量子科技创新研究院与阿里云宣布,在超导量子计算方向发布11比特的云接入超导量子计算服务。这是继IBM后全球第二家向公众提供10比特以上量子计算云服务的系统。该服务已在量子计算云平台上线,在云端实现了经典计算仿真环境与真实量子处理器的完整后端体验。


  • 英特尔和硅量子点

对量子计算最大的赌注恐怕来自英特尔:2015 年,它宣布将向荷兰代尔夫特理工大学的量子技术研究项目 QuTech 投资 5000 万美元。英特尔专注于硅量子点技术(silicon quantum dots),它经常被称作「人造原子」。一个量子点量子比特是一块极小的材料,像原子一样,它身上电子的量子态可以用 0 或 1 来表示。不同于离子或原子,量子点不需要激光来困住它。

早期的电子点用几近完美的砷化镓晶体制作,但研究人员们更倾向于硅,希望能利用半导体产业的巨大产能。QuTech 技术负责人 Leo Kouwenhoven 说:「我认为英特尔属意于硅,毕竟那是他们最擅长的材料。」但是基于硅的量子比特研究,大大落后于囚禁离子和超导量子技术。

  • 微软:开发新的编程语言

微软在荷兰代尔夫特理工大学(Delft University of Technology)的研究人员宣布,他们成功在半导体和超导体材料组成的线缆中生成马约拉纳费米子(Majorana fermions)。这意味着他们离量子计算机的道路上又迈进了一步。

马约拉纳费米子是一种费米子,它的反粒子就是它本身。研究人员通过这种粒子制造出的量子计算机将拥有较低的错误率,远低于IBM和谷歌的计算机。不过后两家公司已经制造出了实质性的产品,而微软还处于理论研究阶段。微软的下一步研究是将费米子转化为量子比特,计划今年内完成。他们还计划在五年内推出量子计算机产品,并可租借给其他公司使用。


  • 谷歌的超导量子研究

谷歌聘用了加州大学圣芭芭拉分校(University of California, Santa Barbara)的超导量子比特专家 John Martinis。他曾研究过 D-Wave 的运行方式和缺陷。在 2014 年,谷歌把整个加州大学圣芭芭拉分校研究团队的全部十几个人都纳入麾下。这之后,John Martinis 团队宣布,他们已经建成了 9 量子比特的机器,当时是目前世界上可编程的量子计算机中最大的之一,而且他们正在尝试扩大规模。为了避免大堆缠绕的电线,他们正在 2D 平面结构上重建该系统。系统会铺设在一块晶圆上,所有控制电路都蚀刻在上面。

John Martinis 团队如今已有 30 名科学家和工程师。在 2016 年 7 月,他们用了三个超导量子比特来模拟氢分子的基态(ground state)能量,这展示了在模拟简单的量子系统上,量子计算机可以做到和传统计算机一样好。Martinis 表示,这个结果预示了拥有「量子霸权」的计算设备的力量。他还认为,谷歌一年造出 49 量子比特计算机的计划很赶时间,但或许有可能实现。

而在近日,谷歌量子 AI 实验室今天发布了新的 72 位量子比特的量子处理器 Bristlecone。虽然目前还没有看到具体的实验结果,但这块芯片的未来有很大潜力,很有可能达成量子计算领域内的重要里程碑。


  • IBM 与商业化

在商业化上走得更远的企业,IBM 可谓独树一帜。早在 2016 年,IBM 就开发出了具有 5 位量子比特的量子计算机后,就把它提供出来作为量子计算云服务,供研究者使用。2017 年 11 月,IBM 宣布发布新型的 20 位量子比特的量子计算机,同样作为云服务对外提供,并且是正式商业化的产品。

IBM 同时表示,他们的研究人员们已经成功开发出了一台 50 位量子比特的原型机。以往观点认为达到 50 位量子比特的量子计算机就可以模拟传统计算机的所有操作,因此,这可以算是量子计算机重要的里程碑,但它的商业化日程尚未可知。

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共5条回复 最后由求代课1357回复于2018-10-28
#6求代课1357回复于2018-10-28

量子计算机的快速发展简直惊人

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#5婉嫕男回复于2018-07-31
#4 笔墨哥回复
还是大公司研究的多呀

这个玩意儿先期没有几千万预算翻不起什么浪花,前沿科学的研究已经不是当年牛顿自己一人呆乡下瞎研究能研究出来的了

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#4笔墨哥回复于2018-07-30

还是大公司研究的多呀

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#3婉嫕男回复于2018-07-30
#2 choleraa回复
潘建伟团队在哪里? 催更

哈哈下次会补进去,下次我会把阿里和中科院合并起来,到时着重介绍潘建伟

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#2choleraa回复于2018-07-30

潘建伟团队在哪里? 催更

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