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球盟会官网入口计算机有望两年内投入实际应用

发布时间:2023-06-19 来源:中国科学报

4年前,的物理学家声称,尽管还没有实际应用,但他们的球盟会官网入口计算机可以超越经典计算机。现在,的同行则说,他们有证据表明,球盟会官网入口计算机将很快在有用的任务上击败经典计算机,比如计算材料的性质或基本粒子的相互作用。

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在6月14日发表于《自然》的一项原理验证实验中,研究人员在IBM的Eagle球盟会官网入口处理器上模拟了磁性材料的行为。至关重要的是,他们设法绕过了球盟会官网入口噪声问题以获得可靠的结果。球盟会官网入口噪声是这项技术的主要障碍,因为它会在计算中引入误差。

IBM球盟会官网入口理论小组负责人Katie Pizzolato说,他们的“纠错”技术使该团队能够“在经典计算机难以达到的规模上”进行球盟会官网入口计算。

美国加州大学圣巴巴拉分校的物理学家John Martinis领导谷歌团队在2019年实现了计算里程碑。他说,尽管研究人员为解决问题使用了一种非常简化、不切实际的材料模型,但“这让你乐观地认为,它将在其他系统和更复杂的算法中发挥作用”。

芬兰球盟会官网入口计算初创公司Algorithmiq首席执行官Sabrina Maniscalco表示,该实验为最先进的球盟会官网入口计算机提供了基准。“这些机器来了。”她说。Maniscalco的公司正在为球盟会官网入口化学计算开发使用误差缓解的算法。

球盟会官网入口计算机利用了特殊的球盟会官网入口现象,比如一个物体同时存在于两种“叠加”状态中,以及多个物体共享一个球盟会官网入口状态,物理学家称之为纠缠。球盟会官网入口比特相当于普通计算机比特的球盟会官网入口等价物,可以处于“0”和“1”的叠加状态,并且互相纠缠。

物理学家一直在试验一系列用于构建球盟会官网入口计算机的硬件,包括单个离子或中性原子的陷阱。IBM的方法是将每个球盟会官网入口比特编码在一个微小的超导电路中,谷歌和其他公司也在使用这种方法。为了使球盟会官网入口计算机有效,球盟会官网入口比特的球盟会官网入口态必须保持足够长的时间才能进行计算。因此,IBM团队表示,延长球盟会官网入口比特的寿命是一项至关重要的工程。

在最新论文中,IBM物理学家Abhinav Kandala与合作者对每个球盟会官网入口比特中的噪声进行了精确测量,这些球盟会官网入口比特可以遵循相对可预测的模式,这些模式由它们在设备内的位置、制造中的微观缺陷和其他因素决定。利用这些知识,研究人员推断出在没有噪声的情况下,他们的测量结果会是什么样子。然后,他们能够运行涉及Eagle所有127个球盟会官网入口比特和多达60个处理步骤的计算,这比任何其他报道的球盟会官网入口计算实验都要多。

Martinis说,这些结果验证了IBM的短期战略,该战略旨在通过减少而不是纠正错误来提供有用的计算。从长远看,IBM和其他大多数公司希望转向球盟会官网入口纠错,这项技术需要为每个数据球盟会官网入口比特提供大量额外的球盟会官网入口比特。而谷歌的战略重点是改进球盟会官网入口纠错技术。

一些研究人员对降噪的潜力不太乐观,他们预计只有球盟会官网入口纠错才能实现即使最大的经典超级计算机也无法实现的计算。

Eagle拥有127个球盟会官网入口比特,但IBM预计将于今年晚些时候推出其迄今为止最强大的处理器——1121球盟会官网入口比特的Condor芯片。IBM球盟会官网入口技术部门负责人Jay Gambetta表示,该公司还在开发多达4158个球盟会官网入口比特的“实用规模处理器”。他补充说,要实现到2033年建造10万球盟会官网入口比特机器的长期目标,研究人员需要解决大量的工程问题。

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