D-Wave是真正的量子电脑吗

一、D-Wave是真正的量子电脑吗

“量子位元从激发到放松的过程,都不需要进行除错作业,”Hilton指出,“但采用通用量子电脑的传统闸极模式,你必须先除错才能顺利进行作业。”

量子电脑发展方向

加拿大Info-Tech Research Group资深经理暨基础架构分析师Mike Battista表示,“当我与D-Wave洽谈时,让我印象深刻的是他们都十分谦虚,尽管对于自家公司技术感到兴奋,却不至于过度承诺其发展潜力。”

Battista并指出,D-Wave的开创性进展还不只是在量子运算领域,该公司同时也以新的典范累积经验,例如超导体,它能够确保摩尔定律的持续进展。

D-Wave处理器开发副总裁 Jeremy Hilton认为,极热状态下的512Qb的模组可利用10kW冷却器使温度极速冷却至至0.2 mK。

(来源:D-Wave)

“其超导半导体还拥有执行量子运算以外的其他优势,例如不至于释放热量,”Battista说:“这项技术还具有呈指数级迅速升级的潜力,或许可在传统电晶体达到实体限制时,持续摩尔定律的下一个新典范。”

那么,为什么批评人士指称这并不是“真正”的量子电脑呢?Battista不仅支持D-Wave的正确发展方向,还详细地说明理由:“我知道D-Wave的硬体被混合地进行测试,也瞭解为什么大公司选择投资另一种方式。但如果有任何一丁点的可能性使其成为下一代基础技术,足以勾勒未来几十年的运算发展,那么这样的投资也算值得了。一开始先开发演算法并发现可解决量子运算问题的公司,一旦在可行的硬体出现时,他们将会拥有巨大的优势。”

最新发展

D-Wave的首款设计可追溯到2007年,当时只使用了少数的量子位元(16Qb),而且也无法扩充,不过使用的同样是目前所用的方式——在矽基板上载入极冷超导铌量子位元。从那时起,Hilton及其研究人员们已经重新设计出一款可扩展至任意尺寸的架构,利用整合式的可编程磁组记忆体与处理器,取代早期设计所中由于扇出导致无法扩充的分离电极。

D-Ware从2009年首度向Google展示128Qb的新架构后,该公司已持续升级至256Qb,接着是目前的512Qb,将33,000个超导Josephson接面(JJ)电晶体挤进一颗4x7mm的晶圆中。在这样的晶圆尺寸下,D-Ware可取得100片8寸晶圆。

Hilton表示:“我们的用户基础持续扩展,他们正探索需要多少Qb量子位元的甜密点,以及试验其问题,包括NASA、Google、美国太空研究协会(USRA)与Lockheed Martin,以及能够透过终端机(例如南加大USC校园电脑)存取至NASA/Google/USRA机器的广大用户社群。”

D-Wave并提供自家介面工具,可为其电脑建立“量子机器码”,但也提供用于MatLab、C++ 和Python的API/编译器。目前该公司可取得接近98-99%的稳定量子位元率,以及具有可实现自动冗余与恢复损坏量子位元的模式。

根据里昂证券(CLSA)分析师Ed Maguire Ed表示,研究人员们已经利用D-Wave的量子电脑开发出蛋白质分折、影像检测、视讯压缩、情感分析等诸多应用了。Lockheed技术长Ray Johnson则表示,或许它还可以立即告诉你,如何透过卫星网路上执行几百条软体程式码来因应太阳风暴或核爆脉冲——目前像这一类的计算在传统电脑上可能得花好几周的时间。

D-Wave预计将在2015年稍晚发布下一代量子电脑,它将会采用ANSYS的工程模拟软体,进一步降低磁真空,以避免量子位元故障。D-Wave的新款量子电脑将具备完全可重配置与冗余能力,以取代“通用”量子电脑的除错作业。该公司还将致力更多先进的演算法与应用,以期解决现实世界的问题,例如编码量子位元以模拟神经网路,从而加速拓展至深度学习与类似的人工智慧(AI)等新领域。

二、智能计算的智能计算的其它定义

也称为计算智能,包括遗传算法、模拟退火算法、禁忌搜索算法、进化算法、启发式算法、蚁群算法、人工鱼群算法,粒子群算法、混合智能算法、免疫算法、人工智能、神经网络、机器学习、生物计算、DNA计算、量子计算、智能计算与优化、模糊逻辑、模式识别、知识发现、数据挖掘等

三、量子物理学人工智能能达到人脑吗

量子计算速度可以远远超过人脑,但是人脑的抽象思维,运动思维,感知以及学习能力,无论什么机器也替代不了

四、未来计算机的发展趋势

计算机技术是世界上发展最快的科学技术之一,产品不断升级换代。当前计算机正朝着巨型化、微型化、智能化、网络化等方向发展,计算机本身的性能越来越优越,应用范围也越来越广泛,从而使计算机成为工作、学习和生活中必不可少的工具。 ①计算机技术的发展主要有以下4个特点。 1)多极化 如今,个人计算机已席卷全球,但由于计算机应用的不断深入,对巨型机、大型机的需求也稳步增长,巨型、大型、小型、微型机各有自己的应用领域,形成了一种多极化的形势。如巨型计算机主要应用于天文、气象、地质、核反应、航天飞机和卫星轨道计算等尖端科学技术领域和国防事业领域,它标志一个国家计算机技术的发展水平。目前运算速度为每秒几百亿次到上万亿次的巨型计算机已经投入运行,并正在研制更高速的巨型机。 2)智能化 智能化使计算机具有模拟人的感觉和思维过程的能力,使计算机成为智能计算机。这也是目前正在研制的新一代计算机要实现的目标。智能化的研究包括模式识别、图像识别、自然语言的生成和理解、博弈、定理自动证明、自动程序设计、专家系统、学习系统和智能机器人等。目前,已研制出多种具有人的部分智能的机器人。 3)网络化 网络化是计算机发展的又一个重要趋势。从单机走向联网是计算机应用发展的必然结果。所谓计算机网络化,是指用现代通信技术和计算机技术把分布在不同地点的计算机互联起来,组成一个规模大、功能强、可以互相通信的网络结构。网络化的目的是使网络中的软件、硬件和数据等资源能被网络上的用户共享。目前,大到世界范围的通信网,小到实验室内部的局域网已经很普及,因特网(Internet)已经连接包括我国在内的150多个国家和地区。由于计算机网络实现了多种资源的共享和处理,提高了资源的使用效率,因而深受广大用户的欢迎,得到了越来越广泛的应用。 4)多媒体 多媒体计算机是当前计算机领域中最引人注目的高新技术之一。多媒体计算机就是利用计算机技术、通信技术和大众传播技术,来综合处理多种媒体信息的计算机。这些信息包括文本、视频图像、图形、声音、文字等。多媒体技术使多种信息建立了有机联系,并集成为一个具有人机交互性的系统。多媒体计算机将真正改善人机界面,使计算机朝着人类接受和处理信息的最自然的方式发展。 ②、未来计算机 1、量子计算机 量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理的量子物理设备,当某个设备是由两子元件组装,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。 2、神经网络计算机 人脑总体运行速度相当于每妙1000万亿次的电脑功能,可把生物大脑神经网络看做一个大规模并行处理的、紧密耦合的、能自行重组的计算网络。从大脑工作的模型中抽取计算机设计模型,用许多处理机模仿人脑的神经元机构,将信息存储在神经元之间的联络中,并采用大量的并行分布式网络就构成了神经网络计算机。 3、化学、生物计算机 在运行机理上,化学计算机以化学制品中的微观碳分子作信息载体,来实现信息的传输与存储。DNA分子在酶的作用下可以从某基因代码通过生物化学反应转变为另一种基因代码,转变前的基因代码可以作为输入数据,反应后的基因代码可以作为运算结果,利用这一过程可以制成新型的生物计算机。生物计算机最大的优点是生物芯片的蛋白质具有生物活性,能够跟人体的组织结合在一起,特别是可以和人的大脑和神经系统有机的连接,使人机接口自然吻合,免除了繁琐的人机对话,这样,生物计算机就可以听人指挥,成为人脑的外延或扩充部分,还能够从人体的细胞中吸收营养来补充能量,不要任何外界的能源,由于生物计算机的蛋白质分子具有自我组合的能力,从而使生物计算机具有自调节能力、自修复能力和自再生能力,更易于模拟人类大脑的功能。现今科学家已研制出了许多生物计算机的主要部件—生物芯片。 4、光计算机 光计算机是用光子代替半导体芯片中的电子,以光互连来代替导线制成数字计算机。与电的特性相比光具有无法比拟的各种优点:光计算机是“光”导计算机,光在光介质中以许多个波长不同或波长相同而振动方向不同的光波传输,不存在寄生电阻、电容、电感和电子相互作用问题,光器件有无电位差,因此光计算机的信息在传输中畸变或失真小,可在同一条狭窄的通道中传输数量大得难以置信的数据。