改变量子比特的自旋可以将量子计算机的处理能力提高100倍。

最后更新: 06/10/2022
改变量子比特的自旋可以将量子计算机的处理能力提高100倍。

新南威尔士大学的一组研究人员在量子计算领域取得了突破性进展,他们的处理器性能提升了高达一百倍。这是量子计算众多待发掘功能中的一个重要里程碑,有助于充分发挥其潜力。

近年来,这项技术已从实验室走向实际应用,旨在探索其实际用途并确定其最适用的领域。事实上,目前已有不少令人瞩目的项目正在进行中,例如巴塞罗那正在开发的一个由欧盟基金资助的项目。该项目的目标是向有需要的组织和公司免费提供这项服务。

澳大利亚研究人员发现如何将量子计算机的处理能力提高100倍

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研究人员进行的实验将自旋量子比特的响应时间范围从20微秒扩展到20毫秒,提高了百倍。值得注意的是,量子计算中每一个时间间隔,无论多么微小,都代表着进步,因为它有助于提高数据传输速度和运算速度。

在量子计算中,量子比特保持运动的时间越长,信息在计算中保持活跃的时间就越长。一旦它们停止运动,系统就会崩溃。因此,这项研究的关键在于,通过保持量子比特持续活跃,可以显著提高计算效率。

该研究的合作者、博士生阿曼达·西德豪斯解释说,更长的相干时间意味着存储信息时需要更长的等待时间,而每次执行量子操作时都需要等待。这是一种控制量子比特的方法,同时也能确保系统以最佳状态运行。

团队的下一个任务是确定如何单独控制每个量子比特,从而分析计算结果的各种可能性。为此,他们必须进行多项实验,以验证该理论是否具有实际应用价值。

量子计算机:将改变一切的新型计算技术

量子计算能够快速解决数学运算。在某些情况下,传统计算机可能需要长达一万年的时间才能完成。一旦量子计算得到广泛应用,经济活动将从4500亿欧元增长到8500亿欧元,这一数字将超过Meta、苹果、微软和特斯拉在2021年的总营收。

这项技术具有巨大的应用潜力,可应用于多个领域。对于金融、制药、航空航天、人工智能和保险等行业的公司而言,它将成为一笔宝贵的财富。目前,相关工作主要依靠近似值或估算,但更强大的计算能力将带来更精确的结果和更低的能耗。

正因如此,各大IT公司都在积极开发项目以推进这项技术的发展。在西班牙,他们正在推进CUCO项目,该项目由BBVA、Repsol和GMV三家公司共同发起。这表明,人们将这项技术视为计算的未来,而非一项支出,而是一项能够惠及各行各业的投资。

目前,尚无适用于所有情况的单一解决方案。一切都取决于应用场景和硬件。多种算法被用于模拟、优化和机器学习任务。这在车辆路径规划、图像识别和股票交易等领域非常有用。但在不久的将来,它们还将被用于求解化学方程式。

例如,它将有助于发现复杂疾病的新疗法,以及进行分子建模。它还将有助于改进OLED技术以及与风险模拟相关的应用。所有这些资源无疑都超越了传统计算。

专家们一致认为,仍有许多工作要做;然而,最大的两个挑战在于:一是建立一套能够保证结果准确性的纠错系​​统,二是扩大量子比特的数量。到2030年完成所有准备工作似乎是可以实现的,因此他们必须全力以赴。

目前,传统计算机仍然使用二进制代码(即 0 和 1)运行。但量子比特要复杂得多。它利用离子和光子等量子粒子来解决问题。其原理是操纵这些数字进行计算,一旦实现,它们就会纠缠在一起,从而使并行执行的运算速度呈指数级增长。最终,与传统计算机相比,量子比特的计算能力优势巨大。

量子比特的主要问题在于,计算机正常运行需要成千上万个量子比特。这些系统分为逻辑量子比特和物理量子比特。1.000个物理量子比特代表一个逻辑量子比特,而迄今为止最大的计算机只有127个物理量子比特,这意味着距离达到最佳水平还有很长的路要走。

但这并未阻止大型科技公司追求创新发展。其中一家主要推动者是IBM,该公司正通过各种方式推广量子技术。他们声称Eagle芯片能够容纳超过1000个量子比特,并已将目光投向与亚马逊、微软和谷歌展开激烈竞争。

但还有其他一些规模较小的公司也在争夺量子计算领域的一席之地。其中一家是去年刚刚上市的IonQ。与此同时,由高盛和杰夫·贝佐斯支持的D-Wave也计划进入市场并展示其方案。我们必须等待未来几年内制定的路线图,才能实现让这项技术惠及所有人的夙愿。

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作者:阿纳贝尔·埃尔南德斯

我拥有公共关系与广告学学位。我的技能包括社交沟通、市场营销和数字广告。互联网就像我的第二个家。

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