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专家质疑谷歌提速1亿倍的量子计算机iyiou.com

2019-03-11 15:39:06

专家质疑谷歌“提速1亿倍的量子计算机”

强大的量子计算机终于要来临了吗?近,谷歌(微博)宣称他们的D-Wave量子计算机在解决某些问题时的速度比普通计算机快1亿倍,这将为人工智能带来巨大的推动。然而,《新科学家》杂志采访了业内的一些研究者,他们认为谷歌的声明言过其实了,其实几乎不比普通的PC快。当全世界都在为谷歌兴奋的时候,我们来看一些不同的声音吧。

谷歌做了什么?

2013年,谷歌从加拿大本拿比的D-Wave公司购买了一台量子计算机。D-Wave是一家销售此类设备的公司,他们的产品在学术界饱受争议。此前他们曾声称自己的计算速度更快,但遭到了质疑。现在,谷歌发布了D-Wave迄今为止强大的结果,显示出1亿倍的速度提升。

D-Wave计算机是如何工作的?

D-Wave计算机是一种称为「量子退火算法计算机(quantum annealer)」的专业设备,工作原理是探索能量景观(energy landscape)中的山峰与低谷,这些能量景观对应着它要解决的问题。目标是到达能量景观中的点,该点对应着的解。一种称为量子隧穿的性质让D-Wave能通过「隧道」快速穿越能量景观中的山峰,从理论上说,能更加快速地罗老板又走过来请韦文军走人获得答案。

谷歌怎样获得如此巨大的速度提升?

谷歌的团队用D-Wave与一台运行模拟退火软件的普通计算机进行对比。正如名字所暗示的那样,这个软件试图模拟能量景观的探索过程,但是与D-Wave不同,它不能通过隧穿来走捷径,使得速度更慢。至关重要的是,谷歌在这两台计算机上都测试了大型问题,揭但他一定在为美好未来而努力示出二者在性能上的区别。

谷歌的Hartmut Neven在一篇博文中宣布了这个结果,他说:「我们发现,在涉及到将近1000个二进制变量的问题实例中,他的宗族也被满门抄斩量子退火的表现比普通计算机的模拟退火好太多了。它比单芯上运行的模拟退火快了不止108倍。」

其他人怎么说?

「你需要仔细读一读文章,」瑞士苏黎世联邦理工学院的Matthias Troyer说。「它只是在某些特定的问题上比某些特定的传统算法快108倍,而这些问题的设计初衷就是对普通算法很难,对D-Wave很简单。」换句话说,D-Wave占了巨大的主场优势。

Troyer说,对模拟退火算法进行一下改进,就能把D-Wave的优势降到100倍,而另一些更加复杂的算法在普通PC上运行时甚至能比D-Wave更快。「声称『提升108倍的速度』十分误导人,」他说。你还需要记住的是,D-Wave是一个需要花费1000~1500万美元的专业硬件。谷歌在详述这项研究的论文中承认,一台同样专业的非量子设备也能达到D-Wave的速度,但他们认为没必要研究这个课题,因为他们相信量子计算机很快就能超过它。(谷歌的论文pdf点阅读原文,可在页中下载)

那么,谷歌是在试图蒙骗我们吗?

并没有。Neven在这篇博客的结尾承认,其他算法也可能赢过D-Wave,但是谷歌的团队认为,一旦量子计算机变得更大,其他算法的优势就会消失。

但有一些人却没这么信誓旦旦。麻省理工学院的Scott Aaronson说:「这肯定是迄今为止对D-Wave的能力令人印象深刻的证明。但是,D-Wave是否真能取得我所认为的『真正的量子提速』,目前还完全不清楚。」

是否真能获得高速量子计算机的确凿证据呢?

或许能。但是,很可能需要新的硬件。D-Wave的目标永远都是让量子计算机尽快商业化,但是Aaronson认为他们的「量子退相干」(对计算必须的脆弱量子状态的度量)并不比那些用缓慢而稳定的方法所建造的量子芯片更好。谷歌正在对冲它的赌注它聘用了外部研究员来建造自己的量子芯片。而IBM近也获得了美国政府的资金来开发自己的版本。

Aaronson认为这两项努力看起来更有前景一些。他说:「事情的进展比我期待的快得多。但是,将市场行为和真正的能力分开来,至始至终都是一件非常重要的事。」

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