商用量子計算機

1. 你知道什麼是量子計算機嗎什麼是量子霸權

你知道什麼是量子計算機嗎？什麼是量子霸權？

量子計算機顧名思義，它就是一種計算機，但是是基於量子理論而研發出來的一種計算機，這種量子計算機一般可以同時處在多個狀態之下，因為我們普通的計算機一般都是二進制的量子計算機，它可以在多個狀態之下被使用，所以比我們普通的計算機應用的范圍更加廣泛一點，量子計算機在經過了多年的研究之後，於2019年的時候推出了世界上第一台計算機系統，這是一台商用的量子計算機。

2. 相對於傳統設備量子計算機的計算能力強了多少

據報道，量子計算是計算系統(量子計算機)基於量子，例如疊加和糾纏，來對數據進行運算的方式。基本原理是以量子位作為信息編碼和存儲的基本單元，通過大量量子位的受控演化來完成計算任務，相對於傳統設備量子計算機的計算能力會呈現指數式的增速。

隨著軟體的改進而提高——你可以用量子計算機做的越多，就會有更多的資源湧入這個領域，假設一個量子位(bit)可以同時執行兩次計算，則兩個量子位(bit)可以執行四次，三量子位(bit)八次……產生成倍增長的速度。三十位量子位(bit)足以同時執行超過10億次的計算。

網友紛紛表示，期待量子計算機可以早日完成！

3. IBM將推出53量子比特的可「商用」量子計算機，量子計算機有何優勢

新華社華盛頓9月18日電(記者周舟)美國國際商用機器公司(IBM)18日宣布，將在下月推出53量子比特的可「商用」量子計算機，向外部用戶開放使用。IBM說，這是該公司迄今開發的最強大的量子計算系統。

據報道，今年年初發布的「IBM Q系統1」的量子量已經達到16，量子計算機已經成為近年來各國發展的熱點。與傳統計算機相比，量子計算機可以利用量子態和其他性質的疊加來實現計算能力的飛躍。然而，沒有一個組織開發出可以用於各種任務的量子計算機。一些現有設備只能用於某些任務。

4. 量子計算到底是什麼呢

量子計算：突破傳統計算瓶頸、擁有指數級計算能力。

突破傳統計算瓶頸

計算機發展的瓶頸主要有兩個。首先，隨著晶體管體積不斷縮小，計算機可容納的元器件數量越來越多，產生的熱量也隨之增多。其次，隨著元器件體積變小，電子會穿過元器件，發生量子隧穿效應，這導致了經典計算機的比特開始變得不穩定。

量子計算機的出現，巧妙地解決了計算機發展的瓶頸問題。丁洪說，從原理來看，量子計算機是可逆計算機，不會丟失信息。經典計算機則是不可逆計算機，不可逆計算過程中每個比特的操作都會有熱損耗。

擁有指數級計算能力

中國科學院郭光燦院士曾這樣解釋量子計算機的計算能力。他說，量子比特可以制備兩個邏輯態0和1的相干疊加態，換句話講，它可以同時存儲0和1。考慮一個N個物理比特的存儲器，若它是經典存儲器，則它只能存儲2N個可能數據當中的某一個；若它是量子存儲器，則它可同時存儲2N個數據。而且隨著N的增加，其存儲信息的能力將呈指數級上升。

量子計算不僅可應用於人工智慧領域，提升機器學習效率，還能應對復雜情況，如實現天氣的精準預測。生活中的諸多不便如交通擁堵，也能依靠其演算法解決。

「（量子計算）發展非常迅速。」丁洪說，以前普遍認為量子計算機是三、五十年之後才能出現的。按照現在的發展速度，可能三五年後就會出現。</p><p>目前谷歌、微軟、英特爾、IBM、阿里巴巴等國際巨頭都積極參與到量子計算機的研究中。2017年12月13日，IBM宣布將與三星、摩根大通和巴克萊銀行等12家主要公司合作，共同開發商用量子計算。

5. 商用量子計算機問世，哪家公司會先用上

量子計算機﹐已成為引發激烈角逐的科技前沿。而且﹐相關競爭有愈演愈烈之勢。最近引發強烈關注的﹐是兩大科技巨頭在此領域的進展﹕IBM於上月宣布﹐將於今年10月中旬正式發布擁有53個量子比特的可商用量子計算機﹔隨後﹐谷歌研發團隊在一篇論文中透露﹐已首次實現量子霸權。與經典計算機大不相同據外媒報道﹐IBM即將發布的53個量子比特的量子計算機﹐將通過雲端向客戶開放。

從用途來看﹐量子計算機又可以劃分為專用和通用兩種類型。專用計算機可以解決特定的問題﹐但不適用於解決所有問題﹔通用量子計算機能解決的問題則更多。在量子計算機的相關競爭中﹐量子霸權特別受到關注。

怎麼才算實現了量子霸權﹖業界通常認為﹐量子霸權是指量子計算機如果在某個問題上的計算能力超過最強大的傳統計算機﹐就實現了相對傳統計算機的「霸權」。業界認為﹐如能有效操縱50個左右的量子比特﹐就能實現量子霸權。

6. 關於量子計算機

量子計算機，顧名思義，就是實現量子計算的機器。是一種使用量子邏輯進行通用計算的設備。不同於電子計算機（或稱傳統電腦），量子計算用來存儲數據的對象是量子比特，它使用量子演算法來進行數據操作。
迄今為止，世界上還沒有真正意義上的量子計算機。但是，世界各地的許多實驗室正在以巨大的熱情追尋著這個夢想。如何實現量子計算，方案並不少，問題是在實驗上實現對微觀量子態的操縱確實太困難了。已經提出的方案主要利用了原子和光腔相互作用、冷阱束縛離子、電子或核自旋共振、量子點操縱、超導量子干涉等。還很難說哪一種方案更有前景，只是量子點方案和超導約瑟夫森結方案更適合集成化和小型化。將來也許現有的方案都派不上用場，最後脫穎而出的是一種全新的設計，而這種新設計又是以某種新材料為基礎，就像半導體材料對於電子計算機一樣。研究量子計算機的目的不是要用它來取代現有的計算機。量子計算機使計算的概念煥然一新，這是量子計算機與其他計算機如光計算機和生物計算機等的不同之處。量子計算機的作用遠不止是解決一些經典計算機無法解決的問題。
一般認為量子計算機仍處於研究階段。 然而2011年5月11日, 加拿大的D-Wave System Inc. 發布了一款號稱 「全球第一款商用型量子計算機」的計算設備「D-Wave One」。 該量子設備是否真的實現了量子計算還沒有得到學術界廣泛認同。2013年5月D-Wave System Inc宣稱NASA和Google共同預定了一台採用512量子位的D-Wave Two量子計算機。
2013年5月，Google和NASA在加利福尼亞的量子人工智慧實驗室發布D-Wave Two。
2013年6月，中國科學技術大學潘建偉院士領銜的量子光學和量子信息團隊的陸朝陽、劉乃樂研究小組，在國際上首次成功實現用量子計算機求解線性方程組的實驗。
量子計算機體積、功耗、發熱更小。
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7. 量子計算機是否已經研製成功

2007年初，加拿大公司D-WaveSystems公布了「全球第一台商用實用型量子計算機「。不過目前的技術都不夠成熟

8. 量子計算機有多強大

普通的數字計算機在0和1的二進制系統上運行，稱為「比特」（bit）。但量子計算機要遠遠更為強大。它們可以在量子比特（qubit）上運算，可以計算0和1之間的數值。假想一個放置在磁場中的原子，它像陀螺一樣旋轉，於是它的旋轉軸可以不是向上指就是向下指。常識告訴我們：原子的旋轉可能向上也可能向下，但不可能同時都進行。但在量子的奇異世界中，原子被描述為兩種狀態的總和，一個向上轉的原子和一個向下轉的原子的總和。在量子的奇妙世界中，每一種物體都被使用所有不可思議狀態的總和來描述。
實際運用
D-Wave 量子計算機-首台商用量子計算機在2007年，加拿大計算機公司D-Wave展示了全球首台量子計算機「Orion（獵戶座）」，它利用了量子退火效應來實現量子計算。該公司此後在2011年推出具有128個量子位的D-Wave One型量子計算機並在2013年宣稱NASA與谷歌公司共同預定了一台具有512個量子位的D-Wave Two量子計算機。
NSA加密破解計劃
2014年1月3日，美國國家安全局（NSA）正在研發一款用於破解加密技術的量子計算機，希望破解幾乎所有類型的加密技術。投入巨資 投入4.8億進行「滲透硬目標」
首台編程通用量子計算機
2009年11月15日，世界首台可編程的通用量子計算機正式在美國誕生。不過根據初步的測試程序顯示，該計算機還存在部分難題需要進一步解決和改善。科學家們認為，可編程量子計算機距離實際應用已為期不遠。
單原子量子信息存儲首次實現
2013年5月，德國馬克斯普朗克量子光學研究所的科學家格哈德·瑞普領導的科研小組，首次成功地實現了用單原子存儲量子信息——將單個光子的量子狀態寫入一個銣原子中，經過180微秒後將其讀出。最新突破有望助力科學家設計出功能強大的量子計算機，並讓其遠距離聯網構建「量子網路」。
首次實現線性方程組量子演算法
2013年6月8日，由中國科學技術大學潘建偉院士領銜的量子光學和量子信息團隊的陸朝陽、劉乃樂研究小組，在國際上首次成功實現了用量子計算機求解線性方程組的實驗。該研究成果發表在6月7日出版的《物理評論快報》上。
迄今為止，世界上還沒有真正意義上的量子計算機。但是，世界各地的許多實驗室正在以巨大的熱情追尋著這個夢想。如何實現量子計算，方案並不少，問題是在實驗上實現對微觀量子態的操縱確實太困難了。已經提出的方案主要利用了原子和光腔相互作用、冷阱束縛離子、電子或核自旋共振、量子點操縱、超導量子干涉等。

9. 什麼是17個量子位的量子計算處理器

量子的重疊與牽連原理產生了巨大的計算能力。普通計算機中的2位寄存器在某一時間僅能存儲4個二進制數（00、01、10、11）中的一個，而量子計算機中的2位量子位（qubit）寄存器可同時存儲這四個數，因為每一個量子比特可表示兩個值。如果有更多量子比特的話，計算能力就呈指數級提高。 量子位（qubit）是量子計算的理論基石。在常規計算機中，信息單元用二進制的 1 個位來表示，它不是處於「 0」 態就是處於「 1」 態. 在二進制量子計算機中，信息單元稱為量子位，它除了處於「 0」 態或「 1」 態外，還可處於疊加態（super posed state) . 疊加態是「 0」 態和「 1」 態的任意線性疊加，它既可以是「 0」 態又可以是「 1」 態，「 0」 態和「 1」 態各以一定的概率同時存在. 通過測量或與其它物體發生相互作用而呈現出「 0」 態或 「 1」 態.任何兩態的量子系統都可用來實現量子位，例如氫原子中的電子的基態（gro und state）和第 1 激發態（f irstex cited state)、 質子自旋在任意方向的+ 1/ 2 分量和- 1/ 2 分量、 圓偏振光的左旋和右旋等。
一個量子系統包含若干粒子，這些粒子按照量子力學的規律運動，稱此系統處於態空間的某種量子態.態空間由多個本徵態（eigenstate) （即基本的量子態）構成，基本量子態簡稱基本態（basic state）或基矢（basic vector) . 態空間可用Hilbert 空間（線性復向量空間）來表述，即Hilbert 空間可以表述量子系統的各種可能的量子態.為了便於表示和運算，Dirac提出用符號 x〉 來表示量子態，x〉 是一個列向量，稱為ket ；它的共軛轉置（conjugate t ranspose) 用〈 x 表示，〈 x 是一個行向量，稱為bra.一個量子位的疊加態可用二維Hilbert 空間（即二維復向量空間）的單位向量 〉 來描述，其簡化的示意圖如右圖所示. 量子計算將有可能使計算機的計算能力大大超過今天的計算機，但仍然存在很多障礙。大規模量子計算所存在的一個問題是，提高所需量子裝置的准確性有困難。
世界上第一台商用量子計算機
加拿大量子計算公司D-Wave於2011年5月11日正式發布了全球第一款商用型量子計算機「D-Wave One」，量子電腦的夢想距離我們又近了一大步。D-Wave公司的口號就是——「Yes,you can have one.」。其實早在2007年初，D-Wave公司就展示了全球第一台商用實用型量子計算機「Orion」（獵戶座），不過嚴格來說當時那套系統還算不上真正意義的量子計算機，只是能用一些量子力學方法解決問題的特殊用途機器。
時隔四年之後，D-Wave One終於脫胎換骨、正式登場。它採用了128-qubit（量子比特）的處理器，四倍於之前的原型機，理論運算速度已經遠遠超越現有任何超級電子計算機。另外，D-wave公司將會在2013年1月將其升級至512量子比特。不過呢，也別太興奮，這個大傢伙現在還只能處理經過優化的特定任務，通用任務方面還遠不是傳統硅處理器的對手，而且編程方面也需要重新學習。 另外，為盡可能降低qubit的能級，需要利用低溫超導狀態下的鈮產生qubit，D-Wave 的工作溫度需保持在絕對零度附近（20 mK） 。
最後就是價格，2011年，NASA和Google分別以約一千萬美元購置了一台512位qubit的D-Wave量子計算機 。這絕對是天價中的天價了，不過也是新技術開端的必然，就像當初的第一台電子計算機ENIAC造價就有40萬美元（二十世紀四十年代的40萬美元）。

10. 人工智慧的普及和量子計算機商用會對社會造成什麼影響

量子計算機的實現需要構造量子糾纏的物理體系，目前這方面還有較長的路要走。人腦是可以進行並行運算的，人的意識本來就是量子化的，這是我的猜想。如果這個猜想正確，那麼其實人腦是一個運行著"智能"的量子計算機。基於這個邏輯，研究人腦和意識也很有前景。也許我們只是沒有找到運行大腦的合適方法。