量子计算时代尚未到来Google快一亿倍

2019-08-15 19:23:09 来源: 安顺信息港

  OFweek 近Google宣布在量子计算领域取得了突破性进展,他们用D-Wave量子计算机在解决某些问题上比传统计算机过程快了1亿倍。果真这样,它将带来技术的巨大进步。但也有专家对此表示质疑,认为这些说法夸大其词了。那么D-Wave所谓的量子计算机,到底能不能做量子计算,这一亿倍的加速又是怎么回事?

  让我们在计算机的新时代即将到来的亢奋情绪中先冷静下来,看看Google究竟做了些什么。

  加拿大的D-Wave公司被称为世界家量子计算机公司,推出了个商用量子计算机。但D-Wave的机器在学术界一直存在争议,其所谓更快的计算速度一直受到质疑。201 年,Google从D-Wave系统公司购买了这样一台量子计算机,现在,他们宣布其运行速度比普通计算快一亿倍,那么这台D-Wave计算机究竟是如何工作的呢?

  D-Wave的计算机其实是一个被称之为量子退火炉的一个专门设备,它的目标是发展一种快速的下山算法。所谓 下山算法 ,打个比方说,就是要发现一种办法可以在充满丘陵和山谷的山区,找到的位置。或者说,就是如何让计算机从一组随机起伏的数据中找到小值。如果数据组成一个平滑的曲面,那么下山算法就是一种可以让计算机找出曲面上的小值的算法工具(如图1)。它要先设定一个起始点,比较起始点附近数据的差别,不断判断选择 下山 方向,直到到达一个任意方向都无法往下走的点。从而找到曲面上的一个极小值,或称势能点,所以下山算法是一种实现数据化的方法。

  可是下山算法只能找到局部的点,并无法有效地找到全局的点。当数据非常不平滑的时候,会有很多很多局域点(如图2),这时候要寻找全局的点,就非常困难。这是计算科学中一个有名的难题,上面讲的下山算法无法解决这个难题。

  于是人们又发明了模拟退火算法,比下山算法有所改进,但还是不能完全解决这个难题。而D-Wave公司采用量子退火技术解决了上述化难题。即使当数据非常不平滑的时候,该方法也非常奏效。

  退火的概念起源于金属加工技术,指将金属加温到某个高于再结晶温度的一点并维持此温度一段时间,再将其缓慢冷却。经典模拟退火算法和量子退火算法采用的解决化问题的步骤和思路,与金属的退火确实有着异曲同工的妙处。

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