既然量子计算机已经研制成功,那为什么还没有普及?因为,它的运行要符合三个条件:真空环境、绝对零度和磁场保护。
量子力学是研究微观尺度的科学,要想控制计算机的量子位,其实就是需要操纵单个原子,因此条件非常苛刻。原子在常温下的速度高达数百米每秒,只有让原子保持在极低的温度状态,才能受控制。所以量子计算机D-Wave 2X处理器温度一直稳定在-273℃,只比宇宙绝对零度高0.015℃而已。
除此之外,量子计算机还要放到比地球磁场弱50000倍(基本相当于没有磁场)、大气压比地球小100亿倍(基本相当于真空)的环境中,以保持量子态的稳定。
除了对环境要求严格,量子计算机在实际落地推广方面也会遇到一些障碍。由于量子计算机的计算方法完全不同,因此编程的方式也完全不同并且更加复杂。这意味着,对于程序员来说,要掌握一套比现有算法更为复杂的编程方式。
事实上,尽管实现对微观量子态的操纵确实太困难,实现这些应用还有很长的路要走,但这并不妨碍人们进行大胆的探索与设想,也许不久的将来,量子计算机就会出现在我们的生活中。
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D-Wave 2X量子计算机
2015年12月11日,据媒体报道,谷歌和美国国家航空航天局NASA联合研发的D-Wave 2X量子计算机在测试中运行速度达到了传统芯片的1亿倍。
两年前,谷歌和NASA开始了对D-Wave量子计算机的研发,该项目旨在证明量子计算法是否能带来计算机性能的跃升。两年后,D-Wave 2X诞生,谷歌称该计算机的每颗芯片上都有超过1000个量子位。在解决一个涉及945个二进制变量优化的问题时,D-Wave 2X的速度达到了传统芯片的1亿倍,令人惊叹。
此外,谷歌和NASA还对D-Wave 2X计算机的量子计算法与传统计算机上的模拟量子隧道效应的算法进行了比较,这次,量子计算机再次获得完胜。