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量子计算机的竞赛

时间:2024-02-27 18:13:57 技术突破

  量子计算机被要求革新计算。他们执行不可能的行动的能力将它们变成了一种圣杯,并释放了一场竞争,目前,美国正在领导。欧洲和中国缺乏美国的工业肌肉及其Google或IBM等公司,也在努力实现这一理想的技术。

  量子计算机与传统计算机之间的主要区别在于它处理信息的方式。虽然古典计算机会在位,并且每个计算机的值为1或0,但量子计算机使用量子位(或Qubits),这意味着它们可以同时代表A 1和0。它们相互关联,即一个值的值可以取决于另一个的值,这被称为量子纠缠。

  这种处理信息的革命性方式以最小的方式模仿了自然。粒子和其他微小元素的行为表现奇怪,同时获得多个状态并与遥远的其他粒子相互作用。它们的行为受量子力学定律的约束。

UN Equipo del InstitutodeópticaCuánticaEInformaciónCuánticaHaConseguido el Mayor Mayor Mayor recistro deentelazamientoCuánticode sistemas Controlables Controlables controlables contrymente,Con In Decy De 20Cúbits。克雷迪托:Iqoqi Innsbruck/Harald Ritsch。

  通过模拟这些相互作用,量子计算机将执行非常复杂的操作,并解决传统计算机无法解决能力的问题,例如计算巨型数量因素或对原子与分子之间相互作用的精确研究。预计诸如新材料,新药或人工智能系统之类的领域将在这种新型计算的帮助下以前所未有的速度提高。

  尽管已经存在了几种量子计算机模型,但还没有人开发出达到50-100 QUAT的量子模型,其能力超过了古典计算机的能力。去年,IBM声称已经达到了50 QUAT,但专家谨慎,因为该公司的研究人员没有在任何科学期刊上解释细节。就其本身而言,Google声称已经实现了72 QUIT的技术。

  因斯布鲁克大学(奥地利)实验物理学研究所的研究人员Rainer Blatt告诉OpenMind:“一旦我们拥有50-100吨的Qubits,就会变得有趣算法,它显示了古典机器以外的算法功能。”

  科学家补充说:“但是,这是无法实现的,但是,我们可能会在未来几年内看到这一点。”

  美国领先

  美国领导竞赛获得这种计算的圣杯。除了在大学和其他中心进行的研究外,IBM,Google,Intel和Microsoft等公司的推动使他们能够领导欧洲或中国的领域,因为美国国家标准与技术研究所的研究人员Raymond Simmonds(美国),向OpenMind确认。

  尽管欧洲在世界各地的量子信息上贡献了50%的科学文章,但“在量子计算机的开发中,由于缺乏投资和参与的高科技公司,我们落后了,” Blatt承认。

  为避免在这场比赛中失去立场,欧盟委员会将在量子技术计划的旗舰店投资约10亿欧元,该计划将持续十年,其主要目标是巩固和扩大欧洲的领导力和量子的科学卓越性研究。

  NIST物理学家Ray Simmonds讨论了他在量子物理学方面的工作以及NIST创建量子计算机的努力。克雷迪托:nist

  与欧洲,日本,澳大利亚,加拿大和中国一起,也押注了这类计算。中国科学家潘·江(Pan Jian-Wei)认为,他的国家是计算机的父亲,并被《大自然》杂志选为去年世界上最重要的研究人员之一,他解释说,OpenMind关于中国情况。

  潘承认,“在量子计算机领域,中国取得了很大的进步,总体上,它仍然需要更多的努力才能成为世界上最好的之一。”。俄罗斯或以色列等其他权力也正在调查这项技术,尽管所咨询的专家并未将其列入榜首。

  领导的关键

  潘认为,要首先是在这场比赛中,有必要改善关键技术,例如超低噪声测量,超高准则量子控制和高性能量子芯片,并且这些芯片与高效量子算法集成。

  去年夏天,物理学家通过将地球上一个光子的量子状态传输到位于1,400公里外的卫星上的另一个光子的量子状态,从而打破了量子传送的记录。

在这里,NIST物理学家持有用于扩增光子检测器信号的电路。图片来源:杰弗里·惠勒(Geoffrey Wheeler)。

  来自欧洲的布拉特(Blatt)凭借跨学科工作的投入下注,其技术超出了大学的可用技术,换句话说,行业的支持和参与需要大量资金,奉献精神和工程。

  “我们永远无法通过技术击败物理学,但我们总是可以用更好的物理学来击败技术。因此,它需要物理和技术,当然,这将花费一些钱和很多奉献精神。但是我们最终将到达那里。”研究人员确认。

  劳拉·查普罗(Laura Chaparro)

  @laura_chaparro