為何谷歌下大力氣研發量子計算機

        騰訊科技訊 10 月 5 日消息，谷歌已經組建專門團隊試圖建造超級量子計算機，它必將“處理能力”推向新的時代，人工智能、金融服務、機械學習以及其他行業都將因此受益匪淺。量 子計算領域目前依然處于起步階段，但在谷歌于 9 月份宣布與美國加州大學圣巴巴拉分校專家聯合開發量子計算技術后，這一領域獲得極大促進。與加州大學的合作只是谷歌量子人工智能實驗團隊努力的一部分，他 們還與美國宇航局、大學空間研究協會等機構合作，研究建造世界上最快的超級計算機技術。

        超級計算機如何工作？

        在傳統計算機領域，電路或開或關，并使用“0”和“1”二進制碼解決問題。而量子計算機使用的基本元素被稱為量子位（qubits），其電路同 時以各種可能狀態存在，這將極大地增強量子機械的處理能力。量子計算科學的技術性很強，簡單來說，就是一臺計算機在使用二進制體系的傳統計算機中超速運 行，它對解決當前存在的“優化問題”特別有用，可以在大量可能選項中找到最佳解決方案。

        當前，世界上運行速度最快的計算機是中國的天河二號超級計算機，它的計算速度可達每秒 5.49 億億次。但專家稱，量子計算機的計算速度最終將遠超過天河二號。谷歌量子人工智能研究小組正與加拿大D-Wave 公司的科學家合作，后者擁有被稱為世界上第一種可行的商業量子計算機。

        但許多專家懷疑D-Wave 公司的量子計算機是否真的比常規超級計算機更快。該公司首席執行官弗恩·布勞內爾（Vern Brownell）承認，他們還處于量子計算技術的最初階段，但他對未來充滿信心。布勞內爾解釋稱：“當保羅·艾倫（Paul Allen）與比爾·蓋茨（Bill Gates）開發出第一款軟件時，我們還處于建立微處理器的起步階段。”

        成熟的量子計算技術將令各個領域受益匪淺。隨著計算能力增強，將來有一天，量子計算機能夠幫助運行更為復雜的模擬，比如氣候變化模型或幫助開發新的藥物等。布勞內爾說：“這不是要取代經典計算，而是某些特定問題需要量子計算技術幫助解決。”

        量子計算機引發金融革命？

        布勞內爾認為，金融服務行業將首先從量子計算機中受益。比如，為了優化投資組合和處理風險管理，華爾街目前的工作量非常龐大。但布勞內爾說：“最終，量子計算機將幫助我們做得更好。”

        D-Wave 公司稱，金融領域其他還可能受益的行業包括，結構化資產證券定價、測繪市場相關性、資本項目預算、制定交易策略等。D-Wave 公司還稱，他們有興趣擴展量子計算的云能力。潛在客戶包括存在復雜優化問題的行業，從運輸、后勤到金融服務、醫療保健等。

        量子計算機還有助于機械學習。利用人工智能訓練運算法則、嘗試挖掘數據、幫助探查欺詐等。目前，洛克希德-馬丁公司正利用D-Wave 公司開發的量子計算機幫助檢驗飛行控制系統。D-Wave 公司的另一個合作伙伴是 1QBit 公司，后者正利用量子計算機創建金融運算法則，并且已經取得進展。

        未來挑戰重重

        到目前為止，建造量子計算機的最大挑戰是環境干擾。量子計算機只能在超低溫環境中運行，即絕對零度（零下 273.15 攝氏度）左右。布勞內爾說：“這種芯片需要精確的溫度，因此建造完美環境本身就已經成為挑戰之一。目前，科學界已經投入大量資金和精力研究如何建造這種環 境。”

        但維持完美環境只是建造量子計算機的挑戰之一。倫敦大學學院計算機學教授彼得·賓利（Peter J Bentley）警告稱：“我們才剛剛理解如何能夠建造全功能的量子計算機，依然存在無數挑戰。”

        賓利認為，我們可能還需數年時間才能看到真正的量子計算機誕生。他說：“相對于我們從真空管到晶體管再到硅芯片的進化速度，量子計算機的進展的 確非常緩慢。這是一個非常難的物理問題，我們至今依然未能完全理解它。因此，谷歌可能需要花費數十億美元以及數十年時間，才能讓我們看到真正的量子計算 機。”

        但是谷歌顯然有信心建造出量子計算機。布勞內爾認為，這些挑戰不僅僅是針對谷歌的，也是針對我們所有人的。他說：“量子計算機將是另一款工具，可以幫助解決非常有挑戰性、非常難以解決的問題。”（風帆）

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