儀器儀表商情網(wǎng)報道  量子計算機最大的優(yōu)勢在于大幅縮短提取用戶所需信息的時間，它可以在幾天內(nèi)解決傳統(tǒng)計算機會花費數(shù)百萬年才能處理的數(shù)據(jù)，因此未來的應(yīng)用前景十分令人神往。

日前，谷歌量子人工智能實驗室宣布量子計算機最新進展：在兩次測試中D-Wave2X的運行速度比傳統(tǒng)模擬裝置計算機芯片運行速度快1億倍。

經(jīng)過與傳統(tǒng)計算機的比較，谷歌稱已證明其量子計算機確實可執(zhí)行數(shù)學(xué)計算。

谷歌工程技術(shù)主管哈特馬特·納文表示，“這是一個值得我們歡欣鼓舞的結(jié)果，不過要將量子計算機帶入我們的日常生活，技術(shù)人員們要做的工作還有很多?！?/span>

那么量子計算機到底為何物呢？讓我們一起走近量子計算機，揭開它神秘的面紗。

讓計算速度“飛”起來

正如電影《異次元駭客》中演繹得那般，在科技發(fā)達的時代，科學(xué)家們可以通過強大的計算機虛擬出一個城市，虛擬城市中的科學(xué)家又虛擬出一個城市。不管是第一層虛擬或者第二層虛擬，其中的人類生活得怡然自得，他們有思想，有感覺。沒有人去懷疑世界的真實性，完全不知道自己是個人工智能。

事實上，完成如此巨大模擬并不是一件容易的事情。一個人類個體本身所具有的全部特點、微小的變化以及本身細(xì)胞之間的各種間接的作用聯(lián)系，還有環(huán)境溫度、大氣變化等等將是一個難以估量的龐大數(shù)據(jù)，通用計算機將很難實現(xiàn)完全模擬，這就需要量子計算機來完成。

據(jù)來自蝌蚪五線譜的文章稱，人們研究量子計算機最初很重要的一個出發(fā)點是探索通用計算機的計算極限。早在1982年，頗有遠(yuǎn)見的美國著名物理物學(xué)家理查德·費曼在一個公開的演講中提出利用量子體系實現(xiàn)通用計算的新奇想法。1985年，英國物理學(xué)家大衛(wèi)·杜斯提出了量子圖靈機模型。理查德·費曼當(dāng)時就想到如果用量子系統(tǒng)所構(gòu)成的計算機來模擬量子現(xiàn)象則運算時間可大幅度減少，從而量子計算機的概念誕生了。

目前，我們所有的計算機體系都是基于馮諾依曼式的組織結(jié)構(gòu)，其運行速度的增長已經(jīng)明顯放緩，對于大規(guī)模數(shù)據(jù)的分析計算效率也很難再提高。量子計算的提出，則是旨在專門為復(fù)雜問題的求解設(shè)計一種全新的計算機體系，即所謂的量子計算機。

量子計算機是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進行高速數(shù)學(xué)和邏輯運算、存儲及理量子信息的物理裝置。當(dāng)某個裝置處理和計算的是量子信息，運行的是量子算法時，它就是量子計算機。

谷歌日前宣布D-Wave量子計算機在解決問題時能夠比其他任何計算機都快出1億倍，并且能夠極大地推動人工智能的進步。據(jù)悉，谷歌此次宣布的重要佐證就是“量子退火”算法。這種算法確定了當(dāng)面臨一系列潛在解決方案時一個特定函數(shù)的全局極小值，即在給定一系列選項時，它能夠確定完成一個任務(wù)所需的最優(yōu)解決方案。谷歌對D-Wave計算機的量子計算法與傳統(tǒng)計算機上模擬量子隧道效應(yīng)的算法進行了比較，量子計算機再次獲得了完勝。

基于量子計算的機器，由于體系結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，將采用全新的算法，這使得大規(guī)模數(shù)據(jù)的計算與存儲不再成為難題。業(yè)界人士認(rèn)為，量子計算機的巨大突破將為云計算和大數(shù)據(jù)處理乃至整個計算機科學(xué)領(lǐng)域帶來一場變革。

并行計算是最大優(yōu)勢

其實，量子計算機的計算原理和薛定諤的貓是一樣的，利用的都是“量子疊加態(tài)”。這意味著計算機能同時嘗試所有可能的解，以遠(yuǎn)超傳統(tǒng)計算機的速度進行復(fù)雜的計算。

按照傳統(tǒng)算法，當(dāng)用戶需要提取某一個詞組信息或者需要解決一個問題時，計算機要先把所有可能性列舉出來并驗證一遍才能得到正確的信息，而量子計算機能夠直接計算并提取出相應(yīng)信息。這種計算稱為量子并行計算，也是量子計算機最重要的優(yōu)越性。