IBM在量子计算商业化竞争中取得突破

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据彭博社消息,IBM公司的研究人员开发了一种在量子计算机上模拟化学分子的新方法。

IBM在量子计算商业化竞争中取得突破

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一篇研究论文中所概述的此项突破将于周四被发表于《自然》科学杂志上,这种新方法使用了一种技术,使得量子计算机能够解决化学和电磁学中存在的难题,而这些对于目前为止甚至最强大的超级计算机而言都无能为力。

实验报告显示,IBM研究员使用了一台量子计算机来获得氢化铍分子的最低能态,一般来说,了解分子的能态是了解化学反应的关键。

超级计算机可以解决氢化铍的问题,但是这其中涉及的标准技术无法用于大分子,因为变量数量几乎超过了这些机器的计算能力。

由此IBM研究人员创建了一种新算法,该算法专门为了利用量子计算机的功能而设计,该公司表示,这一新算法具备为更大的分子运行类似计算的潜力。

现有的量子计算机也存在一些问题,其中包括IBM在该研究中所使用的一个案例,即随着分析分子数量的增长,它们可能会产生错误,计算结果也越来越偏离化学准确度。IBM实验量子计算经理Jerry Chow在接受采访时表示,IBM的实验误差在2%-4%之间。

哈佛大学化学教授Alan Aspuru-Guzik并未参与IBM研究,但他说将这一伟大突破能够发表到《自然》期刊确实是非常重要的一步。他说:“IBM团队进行了一系列令人印象深刻的实验,这其中保持了曾在量子计算机上进行模拟的最大分子记录。”

但Aspuru-Guzik说,量子计算的价值将受到限制,除非它们的计算错误得到更正。他在声明中表示:“当量子计算机能够以数字精确的方式进行化学模拟时,该领域将被打乱,而这时我们则很有可能适当的更正错误,并获得大量的逻辑量子位,” 他说,以这种方式来应用量子计算机可能会促进新药物或有机材料的新发现。

IBM一直在推动量子计算机的商业化,并且最近开始允许任何人尝试在其16位量子计算机上运行计算,该16位量子计算机是专为演示技术而设计的。

传统计算机都是使用0或1的二进制单位或二进位来存储信息。而量子计算机运用量子力学性能来处理信息,比如使用量子比特或量子位。依赖于量子位的量子机器可以同时使用量子位0或1,也可以是0到1之间的任何量子单位比特。 另外,在传统的计算机中,每个逻辑门都独立地运行,而量子计算机中的量子位相互影响。这使得量子计算机在理论上比传统的计算机能够更有效地处理信息。

IBM发布于《自然》杂志的量子机器由过冷超导材料创建而成的7个量位组成。在实验中,其中的6个量位被用来绘制氢化铍分子中的6个电子能态。量子计算机虽然不必像传统计算机那样,提供单一精确和准确的答案,但是其必须运行数百次计算,平均每一次计算都是为了达成一个最终目标。

周先生表示,他的团队正在努力提高量子计算机的速度,目的是将每次计算所需的时间从几秒缩短至几毫秒。此外,他们也在努力减少错误率。

IBM并不是唯一致力于开发量子计算的公司,Alphabet Inc.的Google也正在努力创建一个50量子位的量子计算机。该公司已承诺在今年年底之前将该机器投入使用,以解决之前无法解决的化学或电磁计算。除此之外,Rigetti Computing公司也开始加入到商业化量子计算的竞争中来,Rigetti Computing公司是美国加州伯克利的一家创企,它建立有自己的机器,而微软公司正在与一个未经验证的量子计算架构合作,理论上这种架构本质上是无错误的。而D-Wave Systems Inc.是一家加拿大公司,尽管其机器只能用于解决某些优化问题,但它是目前唯一一家销售量子计算机的公司。

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