量子電腦惹爭議 不比傳統電腦快?

2014-06-20 16:05
加拿大D波系統公司研製的量子電腦(取自網路)
加拿大D波系統公司研製的量子電腦(取自網路)

量子電腦(quantum computer)是全球資訊業的未來之星,加拿大D波系統公司(D-Wave Systems)研製的全球第一批商用量子電腦爭議不斷。瑞士和美國研究人員19日在《科學》(Science)雜誌上發表論文指出,在他們的測試中,D波量子電腦的整體計算性能並沒有超過傳統電腦,沒有觀測到所謂「量子加速」的證據。

量子電腦與傳統電腦的一個主要區別是,傳統電腦使用1和0儲存訊息並進行計算,而量子電腦使用的量子位元(qubit)所能包含的訊息則要多得多,理論上量子電腦的計算速度會大大超越傳統電腦。

2007年,D波公司宣布成功研製全球第一部商用量子電腦,儘管在量子性等方面存在爭議,但仍於2011年和2013年賣給美國洛克希德馬丁公司(Lockheed Martin)和谷歌公司(Google)各一台,其中賣給Google的量子電腦速度據稱比普通電腦快3萬5500倍。

美國南加州大學量子訊息科技中心博士後研究員王智慧接受《新華社》訪問時表示,大多數從事基礎量子計算研究的實驗室,所研究的系統涉及的量子位元數目僅為個位數,而D波量子電腦的位元數目達到512,已經初步具有解決實際問題的規模。因而對其計算速度的研究,特別是與傳統電腦在速度上的比較就成為亟待解決的一個問題。

王智慧是此次《科學》雜誌論文的共同作者,她說這項研究的重要意義就在於給出了「一個合理評估的標準程序」,主要內容是量子電腦能否帶來整體計算速度的提高,即所謂「量子加速」。具體來說,他們測量了問題難度提升時D波量子電腦與傳統電腦增加的計算時間,如果存在「量子加速」,那麼量子電腦增加的計算時間應該比傳統電腦少得多。

在對洛克希德馬丁公司的D波量子電腦的測試評估中,研究人員沒有找到「量子加速」的證據。王智慧說:「我們確實發現,在大批問題樣本中,對某些具體問題的計算,量子晶片運行經典算法比傳統電腦快。但就樣本整體而言,我們沒有探測到『量子加速』。」

D波公司量子電腦的晶片(維基百科)

王智慧特別強調:「這並不意味著量子電腦不會超越經典電腦,因為有很多因素會掩蓋量子加速。」

她說,此次研究的只限於一類問題,有可能並非是量子電腦能最大限度發揮其長處的一類問題,有一些因素如輸入問題參數的精度、操作溫度等都會影響晶片的計算性能,「因而我們還是期待更確切的量子加速證據,會在後續研究或者下一代更大更好的晶片中探測到」。

D波公司商業發展主管威廉斯(Colin Williams)接受《科學》雜誌採訪時反駁稱,此項研究中使用的問題太過簡單,無法表現量子晶片的性能,「並非探測量子加速的最佳選擇」。D波公司共同創辦人與技術長羅斯(Geordie Rose)之前還抨擊此次研究的負責人、瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zürich)物理學家特羅耶(Matthias Troyer),稱他的工作是「一派胡言」。

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