如何看待富士康联合科研机构研发量子电脑? 量子计算机对人类的意义
量子计算机的研究意义
迄今为止,世界上还没有真正意义上的量子计算机。但是,世界各地的许多实验室正在以巨大的热情追寻着这个梦想。如何实现量子计算,方案并不少,问题是在实验上实现对微观量子态的操纵确实太困难了。已经提出的方案主要利用了原子和光腔相互作用、冷阱束缚离子、电子或核自旋共振、量子点操纵、超导量子干涉等。还很难说哪一种方案更有前景,只是量子点方案和超导约瑟夫森结方案更适合集成化和小型化。将来也许现有的方案都派不上用场,最后脱颖而出的是一种全新的设计,而这种新设计又是以某种新材料为基础,就像半导体材料对于电子计算机一样。研究量子计算机的目的不是要用它来取代现有的计算机。量子计算机使计算的概念焕然一新,这是量子计算机与其他计算机如光计算机和生物计算机等的不同之处。量子计算机的作用远不止是解决一些经典计算机无法解决的问题。
量子计算机的研发情况
1920年,奥地利人埃尔温·薛定谔、爱因斯坦、德国人海森伯格和狄拉克,共同创建了一个前所未有的新学科——量子力学。量子力学的诞生为人类未来的第四次工业革命打下了基础。在它的基础上人们发现了一个新的技术,就是量子计算机。
量子计算机的技术概念最早由理查得·费曼提出,后经过很多年的研究这一技术已初步见成效。
美国的洛斯阿拉莫斯和麻省理工学院、IBM、和斯坦福大学、武汉物理教学所、清华大学四个研究组已实现7个量子比特量子算法演示。
2001年,科学家在具有15个量子位的核磁共振量子计算机上成功利用秀尔算法对15进行因式分解。
2005年,美国密歇根大学的科学家使用半导体芯片实现离子囚笼(ion trap)。
2007年2月,加拿大D-Wave系统公司宣布研制成功16位量子比特的超导量子计算机,但其作用仅限于解决一些最优化问题,与科学界公认的能运行各种量子算法的量子计算机仍有较大区别。
2009年,耶鲁大学的科学家制造了首个固态量子处理器。
2009年11月15日,世界首台可编程的通用量子计算机正式在美国诞生。同年,英国布里斯托尔大学的科学家研制出基于量子光学的量子计算机芯片,可运行秀尔算法。
2010年3月31日,德国于利希研究中心发表公报:德国超级计算机成功模拟42位量子计算机,该中心的超级计算机JUGENE成功模拟了42位的量子计算机,在此基础上研究人员首次能够仔细地研究高位数量子计算机系统的特性。
2011年4月,一个成员来自澳大利亚和日本的科研团队在量子通信方面取得突破,实现了量子信息的完整传输。 2011年5月11日, 加拿大的D-Wave System Inc. 发布了一款号称 “全球第一款商用型量子计算机”的计算设备“D-Wave One”。该量子设备是否真的实现了量子计算还没有得到学术界广泛认同。同年9月,科学家证明量子计算机可以用冯·诺依曼架构来实现。 同年11月,科学家使用4个量子位成功对143进行因式分解。
2012年2月,IBM声称在超导集成电路实现的量子计算方面取得数项突破性进展。 同年4月,一个多国合作的科研团队研发出基于金刚石的具有两个量子位的量子计算机,可运行Grover算法,在95%的数据库搜索测试中,一次搜索即得到正确答案。该研究成果为小体积、室温下可正常工作的量子计算机的实现提供可能。同年9月,一个澳大利亚的科研团队实现基于单个硅原子的量子位,为量子储存器的制造提供了基础。 同年11月,首次观察到宏观物体中的量子跃迁现象。
2013年5月D-Wave System Inc宣称NASA和Google共同预定了一台采用512量子位的D-Wave Two量子计算机。 2013年6月8日,由中国科学技术大学潘建伟院士领衔的量子光学和量子信息团队首次成功实现了用量子计算机求解线性方程组的实验。相关成果发表在2013年6月7日出版的《物理评论快报》上,审稿人评价“实验工作新颖而且重要”,认为“这个算法是量子信息技术最有前途的应用之一”。据介绍,线性方程组广泛应用于几乎每一个科学和工程领域。日常的气象预报,就需要建立并求解包含百万变量的线性方程组,来实现对大气中温度、气压、湿度等物理参数的模拟和预测。而高准确度的气象预报则需要求解具有海量数据的方程组,假使求解一个亿亿亿级变量的方程组,即便是用现在世界上最快的超级计算机也至少需要几百年。 美国麻省理工学院教授塞斯·罗伊德等提出了用于求解线性方程组的量子算法,利用GHz时钟频率的量子计算机将只需要10秒钟。该研究团队发展了世界领先的多光子纠缠操控技术。实验的成功标志着我国在光学量子计算领域保持着国际领先地位。
量子计算机的实际运用
D-Wave 量子计算机-首台商用量子计算机
在2007年,加拿大计算机公司D-Wave展示了全球首台量子计算机“Orion(猎户座)”,它利用了量子退火效应来实现量子计算。该公司此后在2011年推出具有128个量子位的D-Wave One型量子计算机并在2013年宣称NASA与谷歌公司共同预定了一台具有512个量子位的D-Wave Two量子计算机。
NSA加密破解计划
2014年1月3日,美国国家安全局(NSA)正在研发一款用于破解加密技术的量子计算机,希望破解几乎所有类型的加密技术。投入巨资 投入4.8亿进行“渗透硬目标”
首台编程通用量子计算机
2009年11月15日,世界首台可编程的通用量子计算机正式在美国诞生。不过根据初步的测试程序显示,该计算机还存在部分难题需要进一步解决和改善。科学家们认为,可编程量子计算机距离实际应用已为期不远。
单原子量子信息存储首次实现
2013年5月,德国马克斯普朗克量子光学研究所的科学家格哈德·瑞普领导的科研小组,首次成功地实现了用单原子存储量子信息——将单个光子的量子状态写入一个铷原子中,经过180微秒后将其读出。最新突破有望助力科学家设计出功能强大的量子计算机,并让其远距离联网构建“量子网络”。
首次实现线性方程组量子算法
2013年6月8日,由中国科学技术大学潘建伟院士领衔的量子光学和量子信息团队的陆朝阳、刘乃乐研究小组,在国际上首次成功实现了用量子计算机求解线性方程组的实验。该研究成果发表在6月7日出版的《物理评论快报》上。
金刚石建成世界上首台量子计算机
2015年12月,以杜教授为首的中国科技大学研究人员小组建立了一个新的系统,这个系统可以使用相应的方式退出体系结构。比起普通二进制计算机,这一系统使得能够进行更为大量的计算。通常,这种系统都需要带有气候检测的特别装备实验室,而这一新模型却能够在普通的房屋内也能够安全存放。其量子计算能够在普通室温的条件下工作,这是借助于金刚石中少量的氮来完成的。
量子计算机有什么实际的应用意义
在人工智能、神经网络领域有重要的应用,量子计算机的计算能力强于普通的计算机百倍,且可以通过人工神经网络进行弱人工智能模拟开发,是实现人工智能的必经之路。且可以应用到军工、航天等高端领域,作为强大的计算核心。
此外近年来有科学家尝试研究将人类的思维上传至量子计算机中以实现人类梦寐以求的永生。但是否可行还是个未知数。我能告诉你的就这么多了,再说的话我会被FBI逮捕的。