科學也可以如此靠近

重大突破: 澳洲科學家顛覆式設計量子晶片!


知乎專欄來自澳洲最新消息:澳大利亞新南威爾斯大學UNSW一個量子計算機科研項目組,竟然找到了能過設計量子計算機晶片的方法。這將意味著:人類可以像製造、使用常規電子計算機那樣的標準半導體元件,來大量製造量子計算機晶片。未來計算機領域,可以將人們熟悉的各種電腦、智...

- 2018年5月27日21時51分
- 【知乎專欄】

知乎專欄

來自澳洲最新消息:澳大利亞新南威爾斯大學UNSW一個量子計算機科研項目組,竟然找到了能過設計量子計算機晶片的方法。

這將意味著:人類可以像製造、使用常規電子計算機那樣的標準半導體元件,來大量製造量子計算機晶片。

未來計算機領域,可以將人們熟悉的各種電腦、智慧型手機,集合成量子計算機里的晶片處理器。運算能力、速度尤其是運算功能將有本質上的飛躍。

量子晶片應用前景不可限量:①計算能力要比傳統計算機強大,未來將遠超目前最快的超級計算機;②適用於無縫加密技術;③大幅提升人工智慧運算;④高效處理更複雜的運算,應用於材料科學、醫藥研究等等。

計算機時代,也將從目前的電子計算機時代,一躍飛升至量子計算機時代!這個意義甚至不亞於48年前,人類飛抵另一個星球——阿波羅登月。

為什麼這個新方法能有如此神力?

先從量子計算的原理說起——

我們都知道,目前普遍使用的電子計算機採用的是二進位,但量子計算卻不是這種簡單的1和0二進位,而是能同時無限並行運算。

量子計算機的關鍵,就是同時能疊加量子比特的多少,量子比特疊加得越多,並行運算能力越強,而且是指數級增長。

如果把傳統的電子線性計算方式,比作萬隻蝸牛排隊過獨木橋,那麼量子並行運算就是萬隻飛鳥同時升上天空,差別太大了!

然而,目前正在測試中都是5~20個量子比特的運算系統,要想突破50位量子比特,現有物理條件下似乎不太可能。

這是為啥?因為量子比特非常容易受到干擾,這需要材料學、工程學上的技術突破。

▲這是著名量子計算研究機構——荷蘭QuTech研究所,藍色汽缸是超低溫製冷藏箱,裡面盛放著量子計算機的關鍵組件:接近絕對零度的納米絲、半導體、超導體。

剛才提到,澳大利亞新南威爾斯大學這個量子計算機項目,宣布攻克的正是這個看似不可能突破的科技邊界。

根據該研究項目負責人安德魯·迪扎克(Andrew Dzurak)介紹,他們的設計思路就是全新整合一套新型糾錯編碼技術——

讓數以百萬計的量子比特,能夠非常和諧地按照極為複雜的程序運行,由此達到量子級運算。

最關鍵的是,他們正好找到了一種全新設計思路,運用電子探針,控制量子比特的自旋,從而整合和協調數量龐大的量子比特運算。

至於更深的技術細節,這位負責人婉拒不能透露。只是補充說明,目前還處於實驗室階段,跟實際應用畢竟有一段距離,他們需要更精確的控制,才能達到真正實用性量子計算,最終實現量子計算機晶片的大規模量產。

不過要知道,目前以谷歌、微軟、IBM、英特爾、荷蘭QuTech等為首的量子計算機研發團隊,都還在為20~49個量子比特級拚命。

長生不老、半人半機的時代悄悄來了,你信嗎?

如果新南威爾斯大學這個項目組果真能實現的話,那麼毫無疑問這將是計算機領域最重要的一次飛越,人類科技史上也將是最重要的發明之一。

選擇相信更好,為了世界更好。


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