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小发猫:破解密码并不是量子计算机主要用途,不必为此担心
  
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21: 58: 16 White Jade Creative

小凹从凹寺[p>

量子报告|公共号码QbitAI

摩尔定律接近极限,计算能力如何增长?

科学家正在寻找替代品,如超导量子处理器,以取代当今的传统计算机。

小发猫,谷歌和微软等公司都在这方面投入巨资。

在旧金山举行的芯片展上,小发猫副总裁兼Almaden实验室主任Jeffrey Welser接受了外国媒体VentureBeat的采访,以回答公众的担忧。

为什么量子计算机比经典计算机更快?除了使用破解密码之外,它是否有自己的摩尔定律?

量子比特编译并编译了Welser的答案,希望能帮助您了解量子计算的当前状态和未来。

什么是量子计算

量子计算是一种利用一些量子效应的计算形式,我们认为它可以比传统算法更有效地处理某些类型的算法。量子计算机的基本单元是量子比特。

我们都熟悉常规位1或0.量子位可以是1或0,也可以叠加在1和0上。

此外,您可以纠缠两个量子比特或数百个量子比特。无论何时对其中一个进行操作,它都会立即确定由于纠缠而导致的所有这些量子位的状态。

从某种意义上说,它可以执行大规模并行计算。对应于上面的算法或问题,任务可以比经典计算机系统的速度更快或更好地完成。

可以做的事情的例子是化学和材料,它们本身基于量子化学。这些都是量子效应。您可以更大规模地更准确地模拟这些分子。

例如,含有约95个电子的咖啡因分子不是特别大的分子,但如果你想在经典的计算机上完全模拟它,你必须有10个48位经典位。作为参考,地球上大约有10 50个原子。显然你永远不会那样做。

使用量子系统,如果它?且桓龇浅G看蟮娜荽砹孔酉低常憧梢允褂?160个量子比特。我们的系统包含50个量子比特,距离160不远。

如果您访问小发猫Q网站,您可以使用16-qubit系统。从某种意义上说,我们仍然需要几年时间才能使量子系统比传统系统更有价值。它不像以前那么遥远。

量子计算机的工作环境

量子计算机是以这种结构制造的,因为芯片芯片需要隔离。在量子计算芯片的底部,电线都进入了它。

如果你想使用它,会有一个罐子和周围的东西隔离它。当它被隔离时,整个系统将降低到低压并且也会降至低温,这非常重要。

整个装置的温度从顶部到底部降低。顶部约为40开尔文,然后是4开尔文,100开尔文,依此类推。到达底部时,温度为15毫开尔文,比绝对零度高15度。作为参考,空间温度约为2至3开尔文。量子计算机的核心温度比外太空低几百倍。

你需要冷却它的原因是隔离热干扰。任何热量都会使量子比特摆脱我们想要的叠加。即使有这些隔离,量子位也只能保持约100微秒(千分之一秒)的叠加。

但这仍然是一个非常短的时间,我们必须在那段时间内完成所有的计算。

量子计算机现在有什么用?

大多数关心它的人主要集中在三个方面。

其中之一是化学和新材料的发现。

JSR是一家大型半导体聚合物生产商。他们认为,当系统足够大时,量子计算将帮助他们发现具有不同属性的新材料,以满足任何必要的应用。材料推动了汽车和电池等产品的快速发展。在三到五年内,我们将拥有足够大的系统。

另一个用途是优化。

摩根大通和巴克莱是我们的会员。他们正在考虑使用大量蒙特卡罗模拟或其他优化问题来定价债券或预测非常复杂的金融系统的行为。今天我们可以用超级计算机做到这一点。问题是性能有限,你只能模拟这么多。

最后一个是AI和机器学习。

有一些机器学习问题可以映射到量子系统,量子计算机允许你制作比标准系统更大的参数和特征空间集。大约六个月前,我们刚刚发表了一篇相关论文。

我没有提到的另一点是大多数人正在考虑的分解或加密。这种观点认为量子计算机可能非常大并且可能破坏我们正在使用的加密方法。

事实上,如果你有一个足够大的系统来分解一个非常大的数字,那么目前在互联网上使用的加密类型将是脆弱的。但要实现这一目标,你可能需要一个由数千甚至数百万个量子比特组成的系统,它必须是非常强大且无错误的量子比特,而我们现在还没有。

在我们拥有足够大的系统之前,至少10年甚至20年,不要担心这个问题。同时,已有一些已知的加密方法无法很好地映射到量子计算机。即使你有一个非常大的系统,你也不会受到攻击。

现在考虑这些问题还为时过早。

如何对待外部世界

我们看到它正在一步步向前发展。许多人对此持怀疑态度,因为只有两种已知的算法在量子计算机上被证明更快。这两种算法分别是:因子分解的shor算法和搜索的grover算法。其他一切都是猜测,量子计算机是否真的会更快。

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如果你把量子计算机扩展到一定数量的量子比特,它所能做的比经典系统还要多。一些研究已经开始运行模拟,并表明这是可以做到的,打破了一些怀疑。

另一件事是我们启动了自己的路线图来增加量子体积。也就是说,在增加量子位元的同时,找到降低错误率的方法。这表明你可以做越来越深的电路和越来越复杂的算法。

量子计算有摩尔定律吗?

这两者不能直接比较。

我们正在研究的一件事是,我们希望每年的量子体积增加一倍,这与摩尔定律相似,摩尔定律是晶体管数量的两倍。

但这是一个更复杂的问题,因为量子体积加倍,不仅需要增加量子比特的数量。这很容易,在40nm范围内,我们可以轻松制作更多的量子比特。

但是如果我们不降低量子比特的错误率,那么更多的量子比特也无济于事。

我们希望找到定期持续降低错误率并改善摩尔定律模型中量子体积的方法。但现在涉及的物理学是非常不同的。

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摩尔定律接近极限,计算能力如何增长?

科学家正在寻找替代品,如超导量子处理器,以取代当今的传统计算机。

小发猫,谷歌和微软等公司都在这方面投入巨资。

在旧金山举行的芯片展上,小发猫副总裁兼Almaden实验室主任Jeffrey Welser接受了外国媒体VentureBeat的采访,以回答公众的担忧。

为什么量子计算机比经典计算机更快?除了使用破解密码之外,它是否有自己的摩尔定律?

量子比特编译并编译了Welser的答案,希望能帮助您了解量子计算的当前状态和未来。

什么是量子计算

量子计算是一种利用一些量子效应的计算形式,我们认为它可以比传统算法更有效地处理某些类型的算法。量子计算机的基本单元是量子比特。

我们都熟悉常规位1或0.量子位可以是1或0,也可以叠加在1和0上。

此外,您可以纠缠两个量子比特或数百个量子比特。无论何时对其中一个进行操作,它都会立即确定由于纠缠而导致的所有这些量子位的状态。

从某种意义上说,它可以执行大规模并行计算。对应于上面的算法或问题,任务可以比经典计算机系统的速度更快或更好地完成。

可以做的事情的例子是化学和材料,它们本身基于量子化学。这些都是量子效应。您可以更大规模地更准确地模拟这些分子。

例如,含有约95个电子的咖啡因分子不是特别大的分子,但如果你想在经典的计算机上完全模拟它,你必须有10个48位经典位。作为参考,地球上大约有10 50个原子。显然你永远不会那样做。

使用量子系统,如果它是一个非常强大的容错量子系统,你可以使用160个量子比特。我们的系统包含50个量子比特,距离160不远。

如果您访问小发猫Q网站,您可以使用16-qubit系统。从某种意义上说,我们仍然需要几年时间才能使量子系统比传统系统更有价值。它不像以前那么遥远。

量子计算机的工作环境

量子计算机是以这种结构制造的,因为芯片芯片需要隔离。在量子计算芯片的底部,电线都进入了它。

如果你想使用它,会有一个罐子和周围的东西隔离它。当它被隔离时,整个系统将降低到低压并且也会降至低温,这非常重要。

整个装置的温度从顶部到底部降低。顶部约为40开尔文,然后是4开尔文,100开尔文,依此类推。到达底部时,温度为15毫开尔文,比绝对零度高15度。作为参考,空间温度约为2至3开尔文。量子计算机的核心温度比外太空低几百倍。

你需要冷却它的原因是隔离热干扰。任何热量都会使量子比特摆脱我们想要的叠加。即使有这些隔离,量子位也只能保持约100微秒(千分之一秒)的叠加。

但这仍然是一个非常短的时间,我们必须在那段时间内完成所有的计算。

量子计算机现在有什么用?

大多数关心它的人主要集中在三个方面。

其中之一是化学和新材料的发现。

JSR是一家大型半导体聚合物生产商。他们认为,当系统足够大时,量子计算将帮助他们发现具有不同属性的新材料,以满足任何必要的应用。材料推动了汽车和电池等产品的快速发展。在三到五年内,我们将拥有足够大的系统。

另一个用途是优化。

摩根大通和巴克莱是我们的会员。他们正在考虑使用大量蒙特卡罗模拟或其他优化问题来定价债券或预测非常复杂的金融系统的行为。今天我们可以用超级计算机做到这一点。问题是性能有限,你只能模拟这么多。

最后一个是AI和机器学习。

有一些机器学习问题可以映射到量子系统,量子计算机允许你制作比标准系统更大的参数和特征空间集。大约六个月前,我们刚刚发表了一篇相关论文。

我没有提到的另一点是大多数人正在考虑的分解或加密。这种观点认为量子计算机可能非常大并且可能破坏我们正在使用的加密方法。

实际上,如果你有一个足够大的系统来分解非常大的数字,那么互联网上目前使用的加密类型将是脆弱的。但要实现这一目标,您可能需要一个数千甚至数百万个量子比特的系统,这些系统必须是非常强大且无差错的量子比特,这是我们今天没有的。

在我们拥有足够大的系统之前,至少10年甚至20年,不要担心这一点。同时,已经有一些已知的加密方法无法很好地映射到量子计算机。即使你有一个非常大的系统,你也不会受到攻击。

现在考虑这些问题还为时过早。

如何对待外面的世界

我们看到它正在逐步前进。许多人持怀疑态度,因为在量子计算机上只有两种已知算法被证明更快。这两种算法是:分解的Shor算法和搜索的Grover算法。其他一切都是更多的猜测,无论量子计算机真的会更快。

如果将量子计算机扩展到一定数量的量子位,它可以比传统系统做得更多。一些研究开始进行模拟,并表明可以做到这一点,消除一些疑虑。

另一件事是我们开始了自己的路线图来增加量子体积。也就是说,我们可以找到一种在增加量子位的同时降低错误率的方法。这表明你可以做越来越深的电路,越来越复杂的算法。

量子计算是否有摩尔定律?

这两者无法直接比较。

我们正在研究的一件事是,我们希望每年将量子体积加倍,类似于摩尔定律使晶体管数量翻倍的方式。

但这是一个更复杂的问题,因为量子体积加倍不仅需要增加量子比特的数量。这很容易。在40 nm的范围内,我们可以轻松制作更多的量子比特。

但如果我们不降低量子比特的错误率,更多的量子比特将无济于事。

我们希望找到连续和周期性地降低错误率的方法,并以摩尔定律模式改善量子体积。但现在物理学是非常不同的。

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