什么是量子计较？
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量子计较机固然仍处于起步阶段，但正在影响已在传统计较机上运行的新一代模仿技能，量子计较机此刻可借助 NVIDIA cuQuantum SDK 举办加快。
在 Steve Jobs 宣布一台可以放进口袋的计较机的 27 年前，物理学家 Paul Benioff 颁发了一篇论文，表白理论上可以构建一个更小更强盛的体系——一个量子计较机。 Benioff 于 1980 年描写的观念是操作亚原子物理学定名，这个观念依然在驱动着本日的研究，包罗全力缔造下一个计较规模大变乱：一个可以在某些方面让电脑看起来像算盘的古朴的体系。 诺贝尔物理学奖得主 Richard Feynman 通过引人入胜的演讲，为宽大听众带来了物理学，他辅佐成立了这个规模，勾勒出此类体系怎样比传统计较机更有用地模仿怪僻的量子征象。 量子计较是什么？ 量子计较行使亚原子粒子的物理学规模来执行伟大的并行计较，从而代替了当今计较机体系中更简朴的晶体管。 量子计较机行使量子比特计较，计较单位可以打开，封锁或之间的任何值，而不是传统计较机中的字符，要么打开，要么封锁，要么是 1，要么是 0。量子比特居于中间态的手段（称为“态叠加”），这为计较方程增进了强盛的成果，使量子计较机在某种数学运算中更胜一筹。
量子计较机的浸染 量子计较机可以通过量子比特举办计较，这种计较进程必要淹灭传统计较机无穷长的时刻，偶然乃至基础无法完成。 譬喻，现在的计较机行使 8 位暗示介于 0 到 255 之间的任何数字。得益于态叠加道理，量子计较机可以行使八个量子比特同时暗示 0 到 255 之间的每个数字。 这是一项与计较中的并行性相同的成果：全部也许性都是一次性计较，而非按次序计较，从而大幅增进快度。 因此，经典计较机每次执行一个长除法计较以解析一个复杂的数字，而量子计较机却可以仅通过一个步调得到谜底。砰！ 这意味着量子计较机可以重塑整个规模，譬喻暗码学，这些规模均基于对当今不行能处理赏罚的复杂数据举办解析。 微型模仿的一大浸染 这也许只是个开始。一些专家以为，量子计较机将打破今朝阻碍化学、原料科学以及任何涉及量子力学纳米级巨细的天下模仿的极限。 量子计较机乃至可以辅佐工程师对他们在当今最小的晶体管中开始发明的量子效应举办更风雅的量子结果模仿，从而延迟半导体的行使寿命。 究竟上，专家暗示量子计较机最终不会代替经典计较机，它们将彼此增补。有些人猜测，量子计较机将用作加快器，就像 GPU 加快当今的计较机一样。 量子计较是怎样事变的？ 不要指望用从内地电子市肆的打折箱里接纳的零件来搭建本身的量子计较机，像本身下手组装一台小我私人电脑一样。 今朝，少数运行中的体系凡是必要冷藏，以在绝对零度以上一点缔造事变情形。他们必要这种严寒的计较情形来处理赏罚为这些体系提供动力的懦弱的量子态。 要说构建量子计较机有多灾，一个原型是在两个激光器之间悬浮一个原子以建设一个量子比特。您可以在家里的事变室试试！ 量子计较缔造了纳米级别很是强盛却有着致命瑕玷的对象-量子胶葛，那是当一个量子态中存在两个或更多的量子比特的环境，这种环境偶然由波长仅一毫米的电磁波来丈量。 假如波的能量轻微大一些就会失去量子胶葛或叠加态，可能两者同时失去。功效就会呈现一种叫做量子退干系的噪音状态，在量子计较中等同于电脑蓝屏死机。 量子计较机此刻的状态怎样？ 阿里巴巴、Google、Honeywell、IBM 、IonQ和Xanadu等少数几家公司都运营着早期几代量子计较机。 现在，他们提供了数十个量子比特。但噪音也许较高，导致它们偶然不不变。。如要靠得住地办理现实题目，体系必要数万或数十万个量子比特。 专家以为，要进入量子计较机真正有效的高保真期间，还得必要几十年。
量子计较机正逐步向贸易用途成长。（来历：Lieven Vandersypen 在 ISSCC 2017 上的演讲。） 关于何时到达所谓量子计较霸权（量子计较机执行经典计较机无法执行的使命的时刻）的猜测是业界热烈接头的题目。 加快量子电路模仿 好动静是 AI 和呆板进修规模聚焦于 GPU 等加快器，这些加快器可以执行量子计较机用量子比特计较的很多范例的运算。 此刻，经典计较机已经找到了行使 GPU 实现量子模仿的要领。譬喻，NVIDIA 在我们的内部 AI 超等计较机 Selene长举办前沿的量子模仿。 NVIDIA 在 GTC 主题演讲上公布推出 cuQuantum SDK，目标是加快在 GPU 上运行的量子电路模仿。早期研究表白，cuQuantum 可以或许提供很多量级的加快。 SDK 回收一种不行知论的方法为用户提供了可以选择的最得当其要领的器材。譬喻，态向量可提供高保真功效，但其内存需求会跟着量子比特数目的增大呈指数级增添。 这会在现在最大的传统超等计较机缔造约 50个量子比特的现实限定。不外，我们已经（见下文）看到行使 cuQuantum 加快行使这种要领的量子电路模仿的明显功效。
态向量：1,000 个电路，36 个量子比特，深度 m=10，伟大度 64 | CPU：双 AMD EPYC 7742 上的 Qiskit | GPU：DGX A100 上的 Qgate 来自 Jülich 超等计较中心的研究职员将在 GTC session E31941深入讲授态向量法的事变（免费注册）。 一个较新的要领是张量收集模仿，它行使更少的内存和更多的计较来执行相同的事变。 操作这种要领，NVIDIA 和加州理工学院行使运行在 NVIDIA A100 Tensor Core GPU 上的 cuQuantum 完成了对最先辈的量子电路模仿器的加快。在Selene 上，这个尝试在 9.3 分钟便从 Google Sycamore 电路的全电路模仿中天生了一个样本，而18 个月前，专家以为必要行使数百万个 CPU 焦点耗费数天时刻才气完成这项使命。
收集 - 53 个量子比特，深度 m=20 |CPU：双 AMD EPYC 7742 上的 Quimb库 | GPU：DGX-A100 上的 Quimb库 加州理工学院的研究科学家 Johnnie Gray 说：“通过行使 Cotengra/Quimb 包、NVIDIA新宣布的 cuQuantum SDK 和 Selene 超等计较机，我们在10 分钟内天生了 Sycamore 量子电路样本，深度m=20”。 加州理工学院化学传授 Garnet Chan 暗示：“这为量子电路模仿机能设定了基准，并将有助于晋升我们验证量子电路举动的手段，从而敦促量子计较规模的成长。”Garnet Chan 传授的尝试室是这项事变的主办方。 NVIDIA 估量，cuQuantum 的机能晋升和易用性将使其成为研究前沿每个量子计较框架和模仿器的基本元素。 （编辑：湖南网） 【声明】本站内容均来自网络，其相关言论仅代表作者个人观点，不代表本站立场。若无意侵犯到您的权利，请及时与联系站长删除相关内容! |
