本月初，谷歌宣布了一項量子計算機研發(fā)計劃，以保持在計算技術方面的領先地位。這項計劃旨在研制出基于量子力學原理、具有超高速計算能力的計算機處理器。通過這項技術，谷歌將能夠在其產(chǎn)品設計中運用更多人工智能，以加快其產(chǎn)品的服務速度。

　　這項計劃將由谷歌的量子人工智能（Quantum Artificial Intelligence）研究小組來實施。谷歌在博客中透露，美國加州大學圣巴巴拉分校的一個研究小組也加入了這項計劃。

　　谷歌去年的研發(fā)開支達到80億美元。為了在互聯(lián)網(wǎng)搜索和在線廣告等市場保持領先地位，谷歌目前正在開發(fā)一些新的計算機技術。在科技行業(yè)中的一些人看來，量子技術是計算機進行海量數(shù)據(jù)分析的一種革命性方式。這種新技術對谷歌的主要業(yè)務尤其有幫助，對它的新項目———如聯(lián)網(wǎng)設備和聯(lián)網(wǎng)汽車———也是有用的。

　　“在一個硬件研發(fā)團隊的協(xié)助下，量子人工智能研究小組現(xiàn)在能夠落實新的設計并測試新的產(chǎn)品。”谷歌在博客中寫道。

　　在整理和分析海量數(shù)據(jù)方面，量子計算機將具有比傳統(tǒng)計算機更快的解決速度。谷歌量子人工智能小組成員馬蘇德·莫森（Masoud；Mohseni）曾經(jīng)與人合作撰寫過具有領先學術水平的量子技術論文。谷歌也一直被視為這一新技術革命的領導力量之一。

　　此外，谷歌的競爭對手微軟也在進軍這個新領域，并建立了一個名為“量子架構和計算（Quantum Architectures and Computation；Group）”的研究小組。

　　探秘量子計算機

　　量子計算機，早先由理查德·費曼提出，一開始是從物理現(xiàn)象的模擬而來的?？伤l(fā)現(xiàn)當模擬量子現(xiàn)象時，因為龐大的希爾伯特空間使資料量也變得龐大，一個完好的模擬所需的運算時間變得相當可觀，甚至是不切實際的天文數(shù)字。理查德·費曼當時就想到，如果用量子系統(tǒng)構成的計算機來模擬量子現(xiàn)象，則運算時間可大幅度減少。量子計算機的概念從此誕生。

　　從物理層面上來看，量子計算機不是基于普通的晶體管，而是使用自旋方向受控的粒子（比如質(zhì)子核磁共振）或者偏振方向受控的光子（學校實驗大多用這個）等等作為載體。當然從理論上來看任何一個多能級系統(tǒng)都可以作為量子比特的載體。

　　從計算原理上來看，量子計算機的輸入態(tài)既可以是離散的本征態(tài)（如傳統(tǒng)的計算機一樣），也可以是疊加態(tài)（幾種不同狀態(tài)的幾率疊加），對信息的操作從傳統(tǒng)的“和”，“或”，“與”等邏輯運算擴展到任何幺正變換，輸出也可以是疊加態(tài)或某個本征態(tài)。所以量子計算機會更加靈活，并能實現(xiàn)并行計算。

　　量子計算機或不再遙遠

　　據(jù)外媒報道，美國普林斯頓大學研究人員近日設計出一種裝置，可以讓光子遵循實物粒子的運動規(guī)律。現(xiàn)存的計算機是基于經(jīng)典力學研發(fā)而成的，在解釋量子力學方面有很大局限性。量子計算機(quantum computer)是一類遵循量子力學規(guī)律進行高速數(shù)學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。

　　研究人員制作出一種超導體，里面有1000億個原子，在聚集起來之后，眾多原子如同一個大的“人工原子”?？茖W家把“人工原子”放在載有光子的超導電線上，結果顯示，光子在“人工原子”的影響下改變了原有的運動軌跡，開始呈現(xiàn)實物粒子的性質(zhì)。例如，在正常情況下，光子之間是互不干涉的，但是在這一裝置里，光子開始相互影響，呈現(xiàn)出液體和固體粒子的運動特性，光子的這種運動“前所未有”。

　　現(xiàn)存的計算機是基于經(jīng)典力學研發(fā)而成的，在解釋量子力學方面有很大局限性。量子計算機(quantum computer)是一類遵循量子力學規(guī)律進行高速數(shù)學和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。研究人員稱，在改變光子的運動規(guī)律之后，量子計算機的發(fā)明也許不再遙遠。

　　就我國量子計算機而言，相關研究也一直處于世界領先水平。早在2013年12月30日，美國物理學會《物理》雜志就公布了2013年度國際物理學領域的十一項重大進展，中國科學技術大學潘建偉教授及其同事張強、馬雄峰和陳騰云等“利用測量器件無關量子密鑰分發(fā)解決量子黑客隱患”的研究成果位列其中。

　　《物理》雜志以“量子勝利的一年———但還沒有量子計算機”為題報道了中國科學家成功解決量子黑客隱患這一重要成果。

　　盡管量子計算機仍然是遙遠的未來，但2013年科學家們卻報道了一系列量子信息和量子通信領域的勝利。在量子密碼方面，兩個獨立的研究組報道了一種新的加密手段，可以提供絕對的安全性，以解決量子黑客隱患。

　　潘建偉等解決量子黑客隱患的研究成果發(fā)表在2013年9月24日出版的國際權威物理學期刊《物理評論快報》上，得到了包括美國《科學》雜志、美國物理學會《物理》雜志和英國著名新聞刊物《經(jīng)濟學人》在內(nèi)的多家歐美科技新聞媒體的專題報道。

　　有報道稱，這是潘建偉及其同事在量子通信和量子計算領域的研究成果第十次入選歐洲物理學會或美國物理學會國際物理學“年度重大進展”，也標志著我國在量子通信研究方向上繼續(xù)保持著國際領先地位。

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