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日媒:中美日逐鹿量子计算机研发
来源:参考消息网  作者: 佚名 2021-07-15 10:42:17
《日本经济新闻》网站刊载题为《中美日逐鹿量子计算机研发》的报道,介绍了中美日三国量子计算机的研发现状。

《日本经济新闻》网站刊载题为《中美日逐鹿量子计算机研发》的报道,介绍了中美日三国量子计算机的研发现状,全文摘编如下:

新一代高速计算机量子计算机的开发竞争日趋激烈。面对寻求在2029年之前“最先完成”的谷歌等企业,其他企业正发起猛追。日本以外的新兴企业和富士通等日本企业也都在凭借自主技术提升存在感。采用量子技术的计算将在新药开发和密码破解等方面打破传统计算机的极限,对产业界和国家安全保障战略产生的影响巨大。

谷歌推进开发计划

“这是非常具有挑战性的尝试。”5月在谷歌召开的开发人员会议上,该公司首席执行官孙达尔·皮柴披露了正在推进的量子计算机的开发计划,目标是2029年完成。

2019年,谷歌利用量子计算机以3分20秒的速度解决了最尖端超级计算机需要花1万年解决的问题,成功实现了被称为“量子霸权”的突破性进展。不过,当时处理的是生成随机数的特殊问题,缺乏实用性。今后瞄准的是“作为通用产品的量子计算机”,可以解决现有计算机束手无策的各种难题。谷歌寻求促进革新,开发为解决气候变化问题开辟道路的材料以及抑制传染病全球大流行的药物等等。

此前认为,量子计算机达到上述水平要等到20年后。谷歌则设想10年以内达到目标,所需的投资额预计达到数以十亿美元计。

采用数字电路的传统计算机以0或1的“比特”为单位进行计算。而量子计算机则使用既是0又是1的“量子比特”,可以批量处理庞大的数据,以较少计算导出答案。

不过,要解决设想中的难题,现在“不足100”的量子比特数还不够。谷歌将大幅增加至“100万”量子比特,还将克服计算时出错这一最大的难题。如果增加量子比特,布线和控制将变得困难。正如传统计算机随着晶体管的问世而实现飞跃式发展一样,量子计算机需要实现迈向大规模化的技术创新。面对较高的阻碍,谷歌在美国加利福尼亚州圣巴巴拉新设了研究基地,加强研发体制。

美国国际商用机器公司(IBM)也将加快开发,计划到2023年将量子比特的数量从现在的65个增至1000个以上。为了不输给谷歌,IBM也将加紧应对出错问题。

中国实现“量子霸权”

世界范围内能制造量子计算机的企业屈指可数,谷歌和IBM一直在以电阻为零的超导电路进行计算的技术领域主导开发。但中国已开始挑战这一地位。中国科学技术大学5月宣布开发出超导量子计算机“祖冲之号”。虽然仍是试制水平,但量子比特数达到62个,属于世界顶尖水平。这是在中国被称为“量子之父”的潘建伟等人的研究成果,拥有世界权威的美国科研期刊《科学》杂志刊发了相关论文。

除了超导方式之外,中科大还在2020年以采用光子的方式继谷歌之后实现了“量子霸权”。可见中国正在迅速提升实力。

中国的大型企业方面,阿里巴巴集团也将开发量子计算机。2015年阿里巴巴与中国科学院成立了量子计算实验室,2018年推出了能通过云平台利用的服务,似乎正在扩大行动。

如果借助量子计算机开发出划时代的电池和药物,企业的竞争环境也将明显改变。如果发展到终极水平,量子计算机将能破解支撑目前互联网通信的密码,从而影响安全保障。掌握量子技术的国家将掌握今后的高科技主导权。

美国波士顿咨询公司的数据显示,量子计算机蕴含着到2050年创造多达8500亿美元利润的可能性。即使硬件未完成开发,量子计算机也有望在数年内局部应用于工业,企业力争尽早引进的竞争也很活跃。

日企冀望弯道超车

美国谷歌等企业将推进被称为“量子门”方式来开发量子计算机。在日本,富士通2020年启动了相同的开发方式。虽然能用于通常的计算,但开发难度高。

还存在有望尽早得到应用、被称为“量子退火”的方式。这是基于东京工业大学特任教授西森秀稔等人的研究而诞生的技术,尤其在日本备受期待。加拿大D波系统公司正在开发该技术,并将推进市场开拓,日本电气公司也将启动研究。这种量子计算机的特点是能快速从庞大的选项中找出最佳答案,也被称为特化型量子计算机。

与量子退火形成竞争的是富士通、日立制作所和东芝积极发展的“模拟量子计算机”。两者在高效发现组合的最佳答案这一点上相同,但在硬件采用现有计算机的技术这一点上有所不同。由于引入了量子退火等原理,这种量子计算机在名称中使用了“模拟”一词。

模拟量子计算机虽说是特化型,但应用范围广泛,包括物流、医疗和金融等。日本制药企业PeptiDream在开发治疗新型冠状病毒的药物方面使用了富士通的模拟量子计算机。据称模拟量子计算机从数量庞大的化合物中找出候选药物,将原本研究人员重复做实验、需要用约半年时间来摸索的工作缩短为半天左右。

日本凯迪迪爱公司综合研究所利用日立的技术,实施了从基站和频带的庞大组合中给各通信运营商快速分配电波的计算,将时间缩短为此前的1/2000。东芝则启动了将模拟量子计算机用于股票市场超高频交易的验证。

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编辑:史晨宇
关键词:   量子计算机  谷歌  阿里巴巴 
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