比“超級計算機”還快的是什么?
在諸多新技術里,量子計算顯然是一個有力的競爭者。
“我們的投入僅僅是一個開始,未來還需要上億美元的投入。”英特爾公司高級副總裁、首席技術官兼英特爾研究院院長MichaelMayberry30日在接受第一財經記者采訪時表示,目前量子計算仍處于馬拉松跑步的第一英里,真正實現商業化使用還需要十年時間。
但這并不影響全球的科技巨頭對量子計算做巨大的投入,作為下一次技術革命的核心,量子計算的能力被認為遠遠超過超級計算機。
美國加州理工學院物理學家約翰·普瑞斯基爾則指出,目前超級計算機系統能完成5到20個量子比特的量子計算機所做的事情,但達到超過49個量子比特后,量子計算機的能力就顯現出來。簡單來說,傳統計算幾十年才能解決的數據問題,量子計算可能只需要1秒就可以搞定。
在今年的美國CES展上,英特爾CEO科再奇正式對外展示了量子計算的進展,宣布了向合作伙伴交付首個49量子位量子計算測試芯片,這距離該公司去年10月交付17量子位超導測試芯片僅過去約3個月。
“目前英特爾仍然對該產品做特性方面的測試,希望提升第二版本的性能,而在下半年會看到這方面的最新進展。”MichaelMayberry對記者表示,英特爾對該技術的研發并不癡迷于“數量的糾錯”,而是對量子位的糾錯非??粗?,在上面能做什么樣的操作以及操作的穩定性,比如藥物開發、金融建模和天氣預報等。
突破傳統計算“禁區”
當你測量一個微小的電子時,就會影響到遠處另一個電子的狀態,愛因斯坦把量子的糾纏和疊加稱作“鬼魅般的超距作用”。即使對世界上最聰明的人來說,量子力學看起來也像魔法一樣。
量子計算可以帶來極高的計算速度、非常靈敏的探測器,并且能創建牢不可破的加密功能來保護重要的數字信息。MichaelMayberry對記者表示,量子計算是一種令人興奮的全新計算模式,它不同于當前數據中心、云環境、PC和其他設備中的數字計算。數字計算需要把數據編碼為二進制數字(比特位),每個比特位處于兩個確定狀態中的一個(0或1)。然而,量子計算使用量子位,后者可以同時處于多個狀態。因此,量子位上的操作可以實現并行的大量計算。
從本質上說,量子計算就是并行計算的終極目標,有攻克傳統計算機無解難題的巨大潛力。例如,量子計算機可以模擬自然環境來推進化學、材料科學和分子建模等領域的科研工作。
“量子計算機的強大功能可以真正應對我們想要理解的分子或材料的復雜性。”MichaelMayberry對記者說。
為了釋放量子計算的潛力,英特爾在2015年啟動了一個合作研究項目,其目標是開發商業上可行的量子計算系統。
雖然已經取得了巨大的進展,亞洲服務器租用 歐洲服務器,但是量子計算研究仍然處于萌芽階段。例如,現在還不清楚量子處理器(或量子位)會采用哪種形式。這就是為何英特爾要押注幾個方向,并對它們同等投資。
其中的一種可能的形式是超導量子位,英特爾在開發這類測試芯片中取得快速進展,行業和學術界的其他廠商和機構也在追求這種方案。基于自身的硅晶體管制造專長,英特爾還在研究另一種替代結構。這種替代架構被稱作“自旋量子位”,其在硅片上運行,可以克服一些量子計算從研究到實用的障礙。
“我們作為從事技術研究方面的人員來說,一個非常重要的職責就是對技術的未來發展方向做判斷和展望,所以在英特爾作為一家公司決定大舉投入前沿技術之前,我們從研究者角度來說已經找到了一些我們認為值得投資的方向,比如說人工智能、無人駕駛,當然我們作為研究人員有的時候可能在方向性的預判上發生一些偏差,但是我認為即便可能會有這種判斷上的失誤,但這種風險還是非常值得去冒的。尤其當我們所做的技術前沿判斷和整個公司發展方向相吻合,得到公司全局支持的時候還是感到非常欣慰。”MichaelMayberry對記者表示。
他表示,從研究角度來說,研發人員會對于可能要考慮的項目做一個評判,基本上四個潛在項目里最后會選一個來做,是四分之一的比例。如果這四分之一的比例被驗證是有價值的,后續的開發公司會跟上。
商業化落地需要十年
從美國到歐洲、從頂尖科研機構到科技企業巨頭,圍繞量子技術的攻關已全面展開,量子革命引發的新一輪科技競賽如火如荼。