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更别提量子霸权了 这个量子计算的里程碑可能同样重要

人工智能 2019-12-12 14:38:11

一辆当地巴士穿梭于里斯本市中心和优雅的海滨,似乎不太可能成为一辆运载量子计算怪异未来的交通工具。

这辆巴士本身并不引人注目,它从葡萄牙首都郊区到市中心的旅程与繁忙道路上的大多数其他巴士几乎没有区别。但是这个总线,以及其他一些类似的总线,代表了量子计算在现实世界的最初应用之一。

上个月,大众汽车和量子计算公司D-Wave在里斯本开展了一个试点项目,将26个公交车站连接起来,形成4条公交线路。其中一个是从WebSummit会议设施到市中心的Marques de Pombal交通节点——ZDNet进入城市的路线。

大众汽车(Volkswagen)的一个团队开发了一种量子算法,用于站点之间的路线优化。该算法计算出车队中每辆巴士的最快路线,并在接近实时的基础上进行优化。这家汽车公司表示,与传统的导航服务不同,量子算法的目标是让巴士在早期阶段避开沿途的交通瓶颈。

大众汽车希望能带来额外的积极影响:因为这些巴士行驶的路线都是各自优化过的,它们的设计是为了确保自己不会造成拥堵,这应该意味着其他乘客的旅程会更加顺畅。

大众汽车首席信息官马丁·霍夫曼(Martin Hofmann)表示,该公司希望进一步扩展其在量子计算领域的知识,并深入了解如何将这项技术用于有意义的用途。“流量优化是一个潜在的应用,”他说。

大众汽车表示,它计划继续开发:其想法是,巴士运营商可以使用这样的系统,为他们的定期服务添加临时链接。例如,这可能是解决城市地区重大事件造成的额外需求的一种简便方法。

D-Wave的首席执行官Vern Brownell说,大众的试点项目是量子计算应用的一个重要标志。“这是量子计算机首次用于实时工作负载。这可能是历史性的,”他告诉ZDNet。

D-Wave首席执行官弗恩·布劳内尔。

最近,人们对量子计算的关注主要集中在谷歌声称通过使用这种设备解决了一个经典计算机在任何实际时间框架内都无法计算的问题,从而实现了所谓的“量子霸权”。布劳内尔说,谷歌的工作是很好的科学,但他也指出,这是一个小众问题,“我认为它在量子计算的历史上很重要,但我们的重点是实际应用。”D-Wave的量子计算机是建立在量子退火技术上的,布劳内尔说量子退火技术非常擅长解决优化问题,比如解决里斯本的公交线路问题。

“你会遇到这样的问题,你有很多不同的变量,这些变量之间有很多不同的相互作用或约束。从计算机科学的角度来看,它们呈指数级增长,所以你拥有的总线越多,这个问题就会超出传统计算机的能力范围,”他告诉ZDNet。

布劳内尔说,量子计算机善于迅速想出解决这类问题的好办法。他们不一定能得出一个完美的答案(多亏了量子计算的古怪),但他们会很快得出一个足够好的答案,足以使用。

参见:伍德赛德能源公司与IBM签署AI和量子计算协议

相比之下,经典的计算机可能会给出正确的答案,但它可能已经太迟了,无法派上用场——在这种情况下,因为巴士旅程早就结束了。

这需要开发人员的思维转变,尽管人工智能的兴起已经对此有所帮助,Brownell说。“所有量子计算机本质上都是概率性的,最近发生的一件事让开发人员开始思考可能性,那就是人工智能。

“人工智能是一样的:你不计算答案,你建立一个概率模型。所以我们发现熟悉人工智能的人也能更好地理解量子计算。”

量子计算机还有大量的工作要做。Brownell估计,从长期来看,现有计算工作负载的一半可以由量子设备执行。

“这些优化问题无处不在,”他说,他指的是药物发现或制造新材料等领域。“所有这些问题都超出了传统计算机的能力。”

都在量子总线上。

量子计算兴起的另一个原因是摩尔定律正在逐渐失去动力,因此需要一种新的计算模型,布劳内尔认为:“我们认为世界需要这种计算能力。”

量子计算机的基本构件是量子位——位于3米冰箱内的小金属环,将它们冷却到几乎绝对零度。

而在经典的计算机中,二进制数字不是0就是1,量子位可以同时处于多个状态——这是量子如何获得计算优势的核心。

“这些量子位可以在两种状态同时,想象一下这个杯子可以这里,而不是在同一时间,这是一种令人兴奋的概念,但这些量子计算机内部发生了什么,让你与更多的并行计算,最终与更多的性能比经典计算机,”布劳内尔说。

量子计算有两种模式;D-Wave使用的量子退火版本和它的更大的竞争对手,包括谷歌和IBM使用的gate模型。D-Wave认为,它的模式在允许客户做实际事情方面走得更远。

布劳内尔承认,量子计算具有挑战性,因为它处于科学和计算机科学的前沿。但这也许并不比宇宙本身的现实更奇怪。

“这很奇怪,但这个世界最终是以量子力学的方式运作的。这不是经典的方法。我们生活在一个量子力学的世界里,我们只是在利用自然——这将带来各种各样的改进和效率。”

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