網(wǎng)易科技訊 3月5日消息,據(jù)《連線》網(wǎng)站報道,計算機的性能已經(jīng)強大到足以破解我們現(xiàn)在用以保護(hù)全世界數(shù)據(jù)的加密技術(shù),而量子計算帶來新的加密希望。但實現(xiàn)這種希望意味著要解決一個棘手的悖論以及其他問題。任何電腦的基本操作是檢查錯誤,但按照量子計算的邏輯,檢查本事就可能帶來錯誤。
谷歌的研究人員一直在努力解決這個問題,現(xiàn)在他們認(rèn)為已經(jīng)取得一些進(jìn)步。上圖顯示的是谷歌團隊制作的在藍(lán)寶石晶片上的一小片鋁膜。在芯片中間的9個微型消防管嘴一樣的設(shè)備用于容納量子位(qubit)——是量子計算對傳統(tǒng)處理器的0和1狀態(tài)的更為復(fù)雜詳盡的描述。研究人員稱,他們設(shè)計了一種詭秘的方法,讓一些量子在不帶來自身新的錯誤情況下,檢查臨近量子的錯誤。
此問題的核心是一種被稱為位翻轉(zhuǎn)的現(xiàn)象,當(dāng)某種干擾——例如宇宙射線——出現(xiàn),會導(dǎo)致存儲在內(nèi)存里的量子“狀態(tài)變換”——從0變成1或相反。在PC或服務(wù)器上,糾正錯誤相對容易,你只要測量芯片上所有位元就能檢查到翻轉(zhuǎn)。但在量子世界里這種方法不起作用,因為數(shù)據(jù)不是只有0和1兩種狀態(tài)。如果你直接測量量子位,你就改變了其狀態(tài)。所有類型的干擾可輕易改變電腦中量子位的脆弱狀態(tài)。
因此,谷歌量子電子工程師和開發(fā)此芯片團隊的成員奧斯汀·富勒(Austin Fowler)表示,在現(xiàn)實世界里量子計算要求大量的錯誤糾正,“開發(fā)實用的量子計算機,這是絕對無法避免的問題”。富勒和他的團隊在今天出版的《自然》雜志上刊登了他們的研究成果。
為了完成錯誤糾正,研究人員將5個存儲了數(shù)據(jù)的量子——稱為數(shù)據(jù)量子——與要測量的另外4個量子靠在一起。谷歌另一位工程師朱利安·凱里(Julian Kelly)稱,這些量子以隱身的方式檢查鄰居,獲得“足夠信息”檢查是否有錯誤,但不會搞亂系統(tǒng)的量子行為。盡管研究人員獲得部分成功,但谷歌的硬件相比PC依然非常差。谷歌編寫的代碼只能將位翻轉(zhuǎn)錯誤減少約1%。
如果量子計算機開發(fā)成功,運算性能將遠(yuǎn)超傳統(tǒng)計算機,因此也可有更多資源糾正錯誤。與很多在開發(fā)實用量子計算機上取得的其他進(jìn)步一樣,這項工作也是重要的一步,雖然不是很大的進(jìn)步。直到現(xiàn)在,錯誤糾正在量子計算中的作用一直存在爭議。例如谷歌和NASA試驗的D-Wave量子計算機就沒有加入錯誤糾正。
凱里稱:“一直有一些人認(rèn)為,量子錯誤糾正不可能實現(xiàn),量子計算就是沒用。”對量子計算依然有人懷疑,但對樂觀的人來說,這是一次進(jìn)步。(木秀林)