每當新思潮、新科技剛剛出現在大眾視野時, 探索精神永遠驅動著人們去深入認識未知的事物。
多樣的途徑、豐富的方法不斷湧現,
時光輪轉, 這種“馮-諾伊曼”電腦走進了千家萬戶, 而現在勢不可擋地將要開啟一個新的量子電腦時代。 數十年前就有了費曼關於量子計算的構想, 指出大幅提升計算速度的可能性, 但只限於紙上談兵;而眼下“摩爾定律”趨於瓶頸, 人工智慧、金融、新材料研發、醫療及生命科學等前沿科學對大資料處理的需求急速提升,
電腦業界巨頭敏銳洞察到了這株將要萌出的春芽, 紛紛舉起迎戰大旗。
穀歌早在2009年起就與D-Wave systems公司合作研究基於“量子退火”演算法的類比量子計算, 採用的超導體物理體系具有很好的可擴展性, 目前約1 000量子比特的量子退火器超導晶片已能夠商業化, 並在特定的優化任務中表現優越, 只是這種演算法是否合理利用量子效應仍受質疑。
D-Wave早期另一份量子退火器晶片被洛克希德馬丁公司所購, 買家志在探索量子計算在軍事中的應用前景。
相比谷歌的先鋒行動, IBM這家電腦百年老店也在新戰役中開打得及時有力, 近期發佈全球首個商業用途量子計算雲服務IBM Q,
還有微軟, 前瞻性地提出基於馬約拉納費米子的“拓撲量子計算”戰略, 馬約拉納費米子的反粒子就是它本身, 因此可能構建比其他量子體系更穩定的量子態, 但是目前馬約拉納費米子的實驗獲取和研究還處在非常初級的階段, 應用於量子計算具有不確定性且征程漫漫。
中國同樣也邁出了堅定的步伐。
阿裡巴巴聯合中國科學院設立量子計算中心, 潘建偉教授組在多光子量子糾纏、冷原子系綜和量子計算等方面都有強勁的實力。 目前可操控光量子數已達到10, 光量子數逐年增長的趨勢恰似光量子計算“摩爾定律”。 而宏觀光學固有的高損耗、操控精度和穩定性等技術難題已成為光量子系統擴展的原理性瓶頸。
目前在上海交通大學正致力於量子資訊技術晶片化和集成化研究, 通過飛秒鐳射直寫技術, 就像3D列印一樣製備可集成大規模光子線路的光量子晶片, 構建尺度和複雜度上都達到全新水準的光量子系統, 推動新物理的探索和大規模光量子電腦的研製。
在20世紀40-70年代電腦技術初步發展時期,
誠然, 眼下不管是尚存爭議的穀歌模擬量子計算, 可擴展性還有待提高的離子阱、光子量子計算, 還是目前離實驗實現較遠的拓撲通用量子計算以及核磁共振、金剛石色心等各種其他途徑, 都與工業推廣應用存在一定的距離。 但是量子計算那充滿神秘而又燦爛美好的願景, 必“引無數英雄盡折腰”。 即便路途佈滿荊棘, 探索精神永不止息!
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