我们可以期待量子计算的下一次重大飞跃

互联网 2020-04-08 13:04:07

丹·帕特森是CBS新闻和CNET的高级制片人,他采访了未来学家艾萨克·亚瑟,讲述了量子计算的下一步是什么。 以下是经过编辑的采访记录。

艾萨克·亚瑟:用电脑总是很难猜测的,我们有点被摩尔定律宠坏了,从五十年代到六十年代,我们只是把我们从这些非常简单的设备带到了现在的东西。

我们不想犯同样的错误,例如,核裂变和核聚变,我们在20年后得到发展,只是假设下一个将在20年后到达我们。

量子计算在我们看到任何真正的重大进展之前可能已经有几十年了,但目前,我们已经取得了相当大的飞跃,实际上正在用这个做一些真正的计算。

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不过,我们有很多问题要改进。 最大的一个实际上是从中得到正确的答案。 举个例子,如果我们以前使用的是随机源-假设我用电话簿把某人锁在一个量子盒里,我告诉他们,“我想让你找到一个电话号码,如果你打这个正确的电话号码,这是这本书中的电话号码,有人会过来让你离开这个盒子。”

然后给那个人一个随机数生成器,我们关闭盒子,他们搜索。 他们的一大堆不同的量子幽灵出现了,搜索了不同的页面,但找到合适的人称之为,人来了,打开了门。 这是数据提取的一个例子,虽然这在实际现实中是行不通的,因为量子在宏观尺度上并不是两者兼而有之,但是你可以从这样的事情中得到错误。

首先,想象一下,在搜索那个页面的量子人中,有一个人没有打正确的电话号码,而是意外地打电话给一个送披萨的地方,然后打开门送披萨。 现在,我们有一个错误的答案。 我们在量子计算中也有类似的情况,在数据方面,我们有一个错误。 我们以前也有这种正常计算,但我们很早就解决了。

这可能要难得多,而且在许多方面,这是最困难的部分,除了实际上保持所有这些协议纠缠。 它不只是想保持一个这样的粒子。 我们必须同时保持几千个潜在的或数百万个潜在的相互纠缠。 这也允许他们在绝对零度以上的头发。 然后,当然,我们还有第三个问题需要克服,那就是软件。

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所有这些都是在被输入到这些东西中的类计算机上的算法上运行的,而这些算法是我们仍然需要做大量工作来改进它们的唯一方法,因为我们并不完全使用像Shor[算法]这样的原始纯算法,而是我们必须在这一过程中适应的算法。 这是三个领域--软件和硬件领域将真正控制前进的限制。

我们能做多大的纠缠系统? 我们到底能把正确的答案拉得多好,我们又该如何得到正确的算法来提出正确的问题呢?

我们倾向于认为,用现代手机和笔记本电脑,这将是你家里的东西,你会有一台量子计算机,但事实上,你可能从来没有真正有一台量子计算机在某人的家里。 它们必须在如此低的温度下运行。 即使它们在纠缠方面是非常小的设备,也有这么多的相关设备不太可能变得过于小型化。 最有可能的是,你总是有类计算机,人们通过云访问它,你只需要在你将连接到的量子计算机上购买时间-或者获得时间。

对于一个人来说,我们最有可能使用的东西可能是类似于加密的东西,但是对于我们在电脑上真正看到的东西,可能是像天气预报这样的东西。 它有很多选择让我们做得比现在更好的天气预报。

在科学方面还有很多其他的例子;有伟大的东西。 它可能最终让我们模拟深海中的生物生成的生活方式,这是我们的模型不可能真正存在的例子之一。 我们使用近似算法来覆盖这些非常巨大的数字,但它们似乎不足以覆盖早期深海中的化学相互作用等事物,然后这些相同的算法,具有讽刺意味的是,将是我们在约会服务中使用的一种东西,以找到一个人的最佳匹配,而不仅仅是简单的数量特征。

我们通常要简化特征。 在这里,我们实际上可以有一千种不同的性状和一千种不同的亚型,量子计算机实际上可以匹配和优化所有这些。 当然,还有可能使用选举模型。

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