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未来量子计算机将改变一切?

2017-10-14 12:11:59 0 业界资讯 | , ,
当我们说一种新兴技术代表着一种“范式转变”时,它往往是夸张的。就量子计算机而言,这却是一种保守的说法。

在传统计算领域,从个人电脑到ATM再到智能手机,所有数据都以二进制的形式表示,它们存在于两个状态之间:0或1、off或on。在量子计算中,比特可以同时为0、1或两者。这可能看起来并不重要,但这意味着量子计算机可以执行更复杂的计算。例如,量子计算机可以在几秒钟内调试数百万行软件代码,使可靠的飞机、汽车、核磁共振扫描仪等更有效率。

落地应用

科学家们迫切希望利用量子计算机来分析微生物,这样他们就能制造出新的疫苗,然后利用量子计算机进行优化,以减少不必要的副作用。一些科学家认为,量子计算机对于在医疗保健方面的预防和治疗方案实现突破性的进展至关重要。纽约州卫生研究部门的医生唐纳德·帕森斯表示,“没有了量子计算机,新的DNA测序数据、对蛋白质折叠结构具体活动的了解、以及通过对接算法对新药的研究,在充分的临床应用方面会受到阻碍。”

大众汽车正在研发一种量子计算平台,能够在路况出现交通拥堵的45分钟前提醒司机。传统的计算机缺乏这样一种必要的处理能力——快速分析和准确预测像城市交通这样多变的情况。想想它的影响吧!政府可以精确地指出哪些道路需要升级,以减少拥堵,从而提高税收的使用效率与有效性。减少交通拥堵有助于减少空气污染,潜在地减少哮喘的患病率,并降低对气候变化的影响。

量子计算也将与其他新兴技术相结合。以大众汽车的研究和物联网(IoT)为例。一万辆北京出租车会不断地把它们的位置信息输入到量子计算机分析的数据库中,从中我们可以了解这个城市的交通流量。量子计算和物联网的结合可能会催生出各种各样的“智能城市”应用。电动汽车中的物联网传感器能够使人们识别出他们最频繁的驾驶和充电位置。一个智能城市可以利用量子计算分析这些数据,以确定在哪里安装公共充电站。

量子计算使模型能够更准确地预测未来的需求。还是以我们的智能城市为例,灯火管制和停电是一种复杂的现象,有几十个变量。在某种程度上,它们需要公用事业公司依赖有限的历史数据和传统的计算机模型来分配税收到电网升级。如果城市能够预测哪个社区将拥有一辆或两辆电动汽车(在夜间使用10千瓦或更多)的家庭,那么这将会怎样呢?这将使公用事业公司在融资、设计和部署额外基础设施方面获得更好的指向。

 定义未来

量子计算有改变世界的潜力。麦肯锡的分析师表示,两年前,全球共有7,000名研究人员,他们的总预算约为15亿美元。除了材料科学等相关领域的进步,投资水平也是衡量量子计算比人们设想的更接近现实的要素,量子计算带来改变的时机也许是三到五年,而不是十年甚至更久。

新的IEEE P7130——量子计算定义项目的标准——将通过标准化与基本量子概念相关的语言和定义(如量子隧道、叠加、量子纠缠)来帮助其加速发展。

如果你今天要购买一个量子处理器,一个供应商可能会宣称它的模型有2048个量子位,而另一个供应商说它的等价模型有50个量子位。东京理工学院教授、IEEE P7130工作小组成员Hidetoshi Nishimori说:“关于量子计算或量子计算机意味着什么,目前存在可解释的空间。这在一定程度上源于量子计算的几种不同模型的存在。我们迫切需要定义每个关键字。”

对于诸如“qubit”这样的基本术语缺乏通用的定义,这不是一个简单的问题。要想拥有自己的术语定义库,就要花费时间和资源,但这些时间和资源能够更好地应用量子计算技术。一套通用的定义让世界朝着享受量子计算所能带来的创新迈出一大步。

注:本文作者系William Hurley,IEEE量子计算工作组主管。

选自 | futurism

编译 | 网易见外智能编译机器人

审校 | nariiy

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