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时间:2019-03-11 14:12:48编辑:文二

量子摩尔定律问世

IBM今天宣布量子计算新里程碑:迄今为止最高的量子体积!与此同时,IBM发布了量子性能的“摩尔定律”,宣布其“量子霸权”时间表:为了在10年内实现量子霸权,需要每年将量子体积至少增加一倍。

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量子摩尔定律来了!

在近日召开的2019年澳门新永利官网网址物理学会三月会议上,IBM抛出了这个概念。

在这次会议上,IBM宣布它最新型的量子计算机、今年1月在CES上亮相的全球首台商用量子计算一体机IBM Q System One提供了“迄今为止最高的量子体积”。

“量子体积”(Quantum Volume)是IBM 提出的一个专用性能指标,用于测量量子计算机的强大程度,其影响因素包括量子比特数、门和测量误差、设备交叉通信、以及设备连接和电路编译效率等。

因此,量子体积越大,量子计算机的性能就越强大,能够解决的实际问题就越多。

重要的是,IBM发现量子体积遵循一种“摩尔定律”:其量子计算机实现的量子体积,每年增加一倍:

2017年IBM的Tenerife设备(5-qubit)已经实现了4量子体积;

2018 年的IBM Q 设备(20-qubit),其量子体积是8;

2019 年最新推出的IBM Q System One(20-qubit),量子体积达到16.

也就是说,自2017年以来,IBM每年将量子体积翻了一番。

这种倍增与摩尔定律非常相似。摩尔定律由英特尔创始人之一的戈登・摩尔提出,即:

集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔两年便会增加一倍

IBM还制定了一个雄心勃勃的时间表:为了在2020年代实现量子霸权,我们需要每年至少增加一倍的量子体积!

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量子摩尔定律是什么?

我们知道,随着人类在量子计算时代的进步,系统性能将是实现“量子优势”的关键,在某些用例中,我们可以明确地证明,相对于当今的经典计算机,系统性能具有显著的优势。

所谓“显著性”,我们的意思是量子计算比经典计算快数百或数千倍,或者只需要经典计算机所需内存的一小部分,或者使一些现在在经典计算机上根本不可能实现的事情成为可能。

用专业的话语来说,量子计算机(quantum computer)是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息,运行的是量子算法时,它就是量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。

据外媒消息,IBM制作了一个路线图,表达出了自己在量子计算领域的野心。

IBM在图表的纵轴上列出了一个单位“量子体积(Quantum Volume)”。这一单位不仅可以测量量子计算机有多少量子比特,还可以测量计算机可以从不稳定的量子比特中,获得多少数据用量。所谓量子比特是衡量数据处理能力的关键指标。

据了解,早在2017年,IBM已经实现了4量子体积,并在2018年达到了8个量子体积,而今年早些时候展示的量子计算机IBM Q System One,已经达到了16量子体积!这恐怖的增长速度令人咂舌!可以说量子体积以2次方成长!IBM真的独占鳌头!

而同时这种2次方的倍增与摩尔定律非常相似。摩尔定律由英特尔创始人之一的戈登·摩尔提出,即:当价格处于较为稳定的时期内,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18个月或者两年便会增加一倍,性能也将提升一倍。换言之,每一美元所能买到的电脑性能,将每隔18个月或者一年翻一倍以上。这一定律清晰地揭示了信息技术进步的速度。

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而IBM量子体积的发展与摩尔定律如出一辙,并且几十年来都发挥着作用,但如今随着处理器电路的小型化已经不再那么可靠。为了在21世纪20年代实现量子优势,IBM研究人员称我们需要每年至少增加两倍的量子体积!

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