量子计算:突破1和0的思维

发表于 讨论求助 2021-05-01 08:19:13

客服服务量子计算极大地改进了信息的存储和处理方式,比传统计算更高效。尽管距离大规模商业化应用还为时尚早,但在量子开启的未来,量子计算可以从根本上改革企业运营和技术运作的方式。

量子计算极大地改进了信息的存储和处理方式,比传统计算更高效。尽管距离大规模商业化应用还为时尚早,但在量子开启的未来,量子计算可以从根本上改革企业运营和技术运作的方式。

人们普遍认为,量子计算是能够实现“第五代”计算机的几种技术之一。

在量子计算机中,信息量的基本单位为量子比特或量子位,它们可以通过量子力学现象进行大量计算,极大地改进信息存储和处理方式,更快地解决各种难题。相较于传统计算机,它兼具信息表达多样(不局限于0和1)、信息处理高效(不再是按序处理)和解释结果准确(多次快速处理,寻求最优答案)的特点。因此,量子计算也被称为一种“突破1和0思维”的技术。

量子计算的商业化发展

既然量子计算那么厉害,那平时为什么少有耳闻呢?实际上,目前不少领先公司已经在运用各种技术,制造可供出售或共享的量子硬件;有的公司则致力于提供基于云计算的量子计算平台和软件应用程序,以获得量子计算能力。

随着基础量子计算研究的持续开展,商业上的突破指日可待:

在硬件方面,D-Wave是目前唯一的商业绝热量子计算机制造商,自2010年以来已发布了三种模型。最近,该公司又发布了拥有2000个量子位的新一代量子计算机。此外,谷歌、微软麻省理工学院林肯实验室和情报高级研究计划署(IARPA)等其他几家公司和机构也致力于研发量子设备。

在软件方面,创业公司正逐渐填补实验研究与企业之间的鸿沟。最值得注意的是,1QBit、QxBranch和QCWare等公司已在软件解决方案中运用量子思维,对当今最具挑战性的计算问题展开全新研究。

其中,1Qbit最具创新性。它创建了一个跨硬件的软件平台,可用来构建多种不同类型的应用程序。这意味着,即使企业没有任何量子知识,也可以利用量子计算技术。用户使用1QBit平台创建问题之后,该软件会将问题转换成可被量子处理器识别的形式,然后发送给处理器,再从处理器中检索解决方案,并以经典计算机可识别的形式重构解决方案。

量子计算的工作方式

人们都知道量子计算厉害,但更多则是人云亦云,鲜有人知晓它牛在何处。借今天的机会,A博士就来为大家介绍一番量子计算的三种算法:优化、抽样和机器学习。

1.优化:优化问题几乎存在于所有行业,且通常十分难以解决。例如:探寻最为经济高效的货运路线、最佳的矿产资源开采方法、最具生产力的资源分配方式、更好的金融投资风控组合……随问题规模和复杂性的提升,传统计算机处理优化问题的耗时,往往会呈指数级增长,量子计算则高效得多。这也是量子计算目前重点关注的领域。

2. 抽样问题:抽样可以顺利随机生成某些现象的随机样例,而经典计算机却很难做到。但如果可以控制复杂的量子状态(本身具有概率性),便可更有效地从这些状态抽样。

3. 机器学习:由于机器学习的基础是抽样和优化方法,所以完善这些技术就可以提高机器学习能力。量子计算机的抽样技术,可以为机器学习算法提供更多可靠的分布式输入数据;而许多机器学习技术归根结底都是具有挑战性的优化问题。

虽然量子计算机的硬件和软件能力已逐步扩展到有形的商业产品中,但要真正取代传统计算还有很长的路要走。在完全颠覆传统计算之前,量子计算更可能扮演的是加强传统算法的子程序角色,使传统算法可以在量子计算机上高效运行,从而解决特定的业务问题。

例如,寻找最佳零售配送路线的公司可以将问题一分为二,发挥两种计算机各自的优势。从理论上来说,量子计算机可用于确定所有高效路线(这是计算成本最高的部分),而高性能的传统计算机可优中择优,锁定最优高效路线。

发表
26906人 签到看排名