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IBM的量子计算机真的可以秒杀中国超算吗?
关键字: 量子计算机超算超级计算机神威太湖之光其实,不仅IBM的量子计算机,中国的量子计算机同样只能解决少数特定问题。就以中国科学技术大学等单位联合研制的光量子计算机来说,这台机器是基于线性光学,把量子点当做单光子源来使用,而且可以实现光子纠缠操纵。
就用途来说,这台光量子计算原型机只能用来做玻色取样。而无法像经典计算机那样实现通用计算。
基于超导量子处理器的线性方程解法演示
另一台基于低温超导系统的原型机其实也是专用机,只能用来做线性方程组求解。
因此,现阶段的量子计算机还只是专用机,通用性还是非常有限的。
想要秒杀神威太湖之光还有很长的路要走
量子计算是一种基于量子效应的新型计算方式。基本原理是以量子位作为信息编码和存储的基本单元,通过大量量子位的受控演化来完成计算任务。由于量子计算一次演化相当于完成了2的N次方个数据的并行处理,这就是量子计算机相对于经典计算机的优势。
中国科学院院长白春礼院士曾表示:使用亿亿次的天河二号超级计算机求解一个亿亿亿变量的方程组,所需时间为100年。而使用一台万亿次的量子计算机求解同一个方程组,仅需0.01秒。
因此,量子计算机极大超越经典计算机的超并行计算能力,在核爆模拟、密码破译、材料和微纳制造等领域具有突出优势,是新概念高性能计算领域公认的发展趋势。
虽然量子计算机潜力巨大,但因为其巨大的潜力,就称“IBM量子计算机秒杀神威太湖之光”就不太妥当了。
神威太湖之光
首先,IBM的量子计算机还有待进一步完善,神威太湖之光却是非常成熟的超算。量子计算机要想超越经典计算机,必须达到50个逻辑比特水平。而IBM只是研发出了50个物理比特的原型机,何况目前这个50个物理比特的样品也还没有测试结果,因而IBM还有一段路要走。
其次,目前的量子计算机只能解决特定的几个问题,通用性非常有限,明显逊色于神威太湖之光。
要建成比经典计算机性能更好的通用量子计算机,必须要达到50个逻辑比特,而从大家的实验进展来看,实现多物理比特的任意纠缠会随着比特数上升,技术难度呈现指数上升的趋势。目前,国际上没有一家机构能实现一位逻辑比特的编码,就现今的技术水平而言,成功研发通用量子计算机还较为遥远。正是因此,目前的量子计算机都是专用机,只能用来解决特定问题。
作为对比,神威太湖之光则具有较好的通用性,可以运行大量的应用。而且已经有“非线性地震模拟”、“千万核可扩展全球大气动力学全隐式模拟”先后荣获戈登贝尔奖,这代表着中国在超算应用上达到国际顶尖水平。就解决的问题数量和通用性而言,神威太湖之光明显处于优势。
最后,即便建成了50个量子比特的量子计算机,也仅仅是在特定的计算问题上可以和普通超算比较了。但想要和超算中性能顶尖的神威太湖之光相比还是有一定差距。毕竟全球很多超算的性能尚不足神威太湖之光的百分之一。
即便如此,中外科学家在量子计算上取得的技术成果依然值得称道。正如刚刚问世的火车跑得还不如马车快,然而火车却拥有巨大的发展潜力,这是马车所不具备的。
量子计算机与经典计算机的关系也是类似。在赞许国外科研团队取得技术突破的同时,我们也期待国内科研团队能取得突破,再次实现对美国的阶段性领先。
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- 责任编辑:孙武
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