美国为什么要推动“量子计算”

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美国科技公司竞相制造新一代功能强大的“量子计算机”,国会可能会给它带来13亿美元的刺激,部分原因是立法者担心竞争加剧。

美国众议院9月早些时候通过的立法将创建一个10年的联邦项目,以加速秘密技术的研发。

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随着该法案进入参议院,该法案也得到两党的支持,他们对这项工作表现出热情,计划在周一举行量子峰会。

科学家们希望政府的支持将有助于吸引更多的工程师和企业家来到他们的新兴领域。

目标是不要像开发第一枚原子弹的与世隔绝的曼哈顿项目物理学家那样,更像是在个人电脑、互联网和智能手机应用周围建立繁荣产业的修补匠和程序员浪潮。

什么是量子计算机?即使对顶尖学者来说,描述量子计算机的内部工作也不容易。这是因为机器以基本粒子的尺度处理信息,如电子和光子,在这种尺度上,应用了不同的物理定律。

麻省理工学院的机械工程教授赛斯·劳埃德说:“这永远不会是直观的。”。

“从微观层面来看,事情很奇怪。

一个电子可以同时在这里和那里,同时在两个地方。"

传统的计算机将信息处理成比特流,每一个比特流可以是零,也可以是二进制计算语言中的一个比特流。

但是量子比特,即量子比特,可以同时记录零和一。

我能做什么?

理论上,量子比特的特殊属性将允许量子计算机以远高于当前超级计算机的速度进行计算。

这使他们成为了解化学、材料科学或粒子物理领域发生的事情的好工具。

这种速度有助于发现新药,优化金融组合,找到更好的路线或供应链。它还可以通过加快计算机在大量图像和其他数据中发现模式的能力,推进另一个快速增长的领域——人工智能。

情报机构最担心这项技术的潜力——也是美国人兴趣高涨的一个原因——是一台量子计算机可能在几十年内强大到足以破解当今最好的密码。

然而,今天的早期量子计算机在这方面远远不够。

你在哪里能找到?

虽然量子计算机还没有真正以有用的形式存在,但是你可以在纽约市以北40英里的一个没有窗户的实验室里找到一些大声突突的原型。

由超导材料制成的量子比特位于IBM托马斯·沃森研究中心的比外层空间更冷的冰箱中。

从其中一台机器上取下圆柱形外壳,里面看起来像一盏挂着金电缆的吊灯——所有这些都是为了将20个脆弱的量子比特保持在一个孤立的量子状态。

IBM量子计算副总裁Scott Crowder说:“你需要保持非常冷,以确保量子比特只在你编程的时候相互纠缠,而不是与宇宙的其他部分纠缠。”。

IBM正在与谷歌和像加州伯克利的Rigetti Computing这样的初创公司竞争,争取让更多的量子比特进入他们的芯片。

微软、英特尔和越来越多的风险投资公司也在进行大规模投资。与中国政府关系密切的中国公司百度、阿里巴巴和腾讯也是如此。

但是量子比特是喜怒无常的,早期的商业声明掩盖了正在进行的控制它们的斗争,要么用微波信号轰击它们——就像IBM和Google一样——要么用激光。

马里兰大学物理学家克里斯·门罗说:“只有当你孤立它而不看它时,它才会起作用。”

 

(作者:小弈)

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