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2014-01-21 10:24 出处:PConline原创 作者:佚名 责任编辑:xujian1

  【PConline 资讯】作为超级计算机大国,美国和日本甚至是后起之秀的中国都在该领域发力,并努力夺取超级计算机头把交椅。然而,这只是在传统计算机的竞争。各国和地区在加紧传统计算机领域竞争,你追我赶的同时,都早已把目光转向在量子力学与现代信息科学“双剑合璧”的全新领域,制造运算速度之快和性能强到不可思议的量子计算机,并以此开启本国的“量子时代”。

  作为一家科技企业,谷歌在量子计算的领域同样也是参与涉及的。正如谷歌参与的联合投资D-Wave 2超级计算机。谷歌在2013年5月的时候已经建立一个新的实验室,通过量子计算机研究人工智能。谷歌的量子计算机,执行复杂的计算,比现有的超级计算机快数千倍,预计将在今年第三季度投入使用。

  Google官方博客表示,如果世界需要建立有效的环境政策,就需要建立更好的模型来描述我们的全球天气和气候,否则也不会有大企业和右翼政党无法忽略的令人信服的证据。

  在谷歌的量子人工智能实验室当中,量子计算机会先进行机器学习,这是电脑学习的信息模式,以提高它们的输出吞吐量。然后,量子计算机要负责进行个性化的互联网搜索和以GPS数据预测交通拥堵。另外,也要进行面部或语音识别,生物行为,或者非常庞大而复杂的系统管理工作。

  谷歌表示已经为量子计算机修改了机器学习算法,这种算法本来由D-Wave系统公司设计。2013年D-Wave公司向洛克希德•马丁公司出售了首台商用量子计算机。洛克希德公司的官员表示,计算机将被用于测试和测量工作,如喷气飞机的设计,或卫星系统的可靠性。

  当前,谷歌旗下的A.I. Lab人工智能实验室团队正尝试对这台超级计算机做基准测试,看看究竟这个1000万美元的项目值不值。


D-Wave 2

  这台超级计算机名为D-Wave 2,据说每颗芯片上都有512-qubits(量子位),比目前Intel最快的芯片都还要快上11000倍,至少在某些任务的执行方面是如此。虽然乍看上去,这项投资好像和谷歌没有太大关系,但实际上谷歌的很多业务都用得上这种超级计算机,尤其是在搜索和自动化技术方面,甚至还能用于某些谷歌眼镜功能的实现。

  量子计算机,顾名思义,就是实现量子计算的机器。量子计算机(quantum computer)是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息,运行的是量子算法时,它就是量子计算机。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。

量子计算机
量子处理器

  1.量子计算机的输入态和输出态为一般的叠加态,其相互之间通常不正交;

  2量子计算机中的变换为所有可能的么正变换。得出输出态之后,量子计算机对输出态进行一定的测量,给出计算结果。

  由此可见,量子计算对经典计算作了极大的扩充,经典计算是一类特殊的量子计算。量子计算最本质的特征为量子叠加性和量子相干性。量子计算机对每一个叠加分量实现的变换相当于一种经典计算,所有这些经典计算同时完成,并按一定的概率振幅叠加起来,给出量子计算机的输出结果。这种计算称为量子并行计算。

  大部分人应该会对D-Wave 2超级计算机到底有多快感兴趣,谷歌要做的大致上也就是类似这样的工作,不过谷歌表示对D-Wave 2的基准测试任务并不简单。毕竟超级计算机所要解决的问题和传统计算机硬件解决的问题根本不是一回事,所以衡量标准自然也不一样。最终的结果也具有两面性,这跟解决的具体问题有关,在某些特定随机实例方面,D-Wave 2芯片是传统解算机组合的35500倍。

  不过这也并不绝对,用于跟D-Wave对比的传统硬件主要用于通用计算,需要解决问题的种类比较多样。所以双方实际上有各自的应用领域,并不存在谁绝对胜出的情况。目前量子计算仍在迅速的发展中。至少在硬件层面,仍有许多实际的问题需要解决,尤其是如量子位的连通性问题。而且上面我们所谈到用于D-Wave 2与传统解算机较量的数据量比较小,一旦双方进行更大型数据量的运算,D-Wave 2应该会表现出更大的胜出差距。

 
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