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原创谷歌的量子霸权算法,已经实现了其首次实际应用

admin | 2019-12-21 17:29 浏览数:

真正的随机数生成可用于加密中。在这种加密中,大的随机数用于确保数据的安全传输,或者其它一些较简单的应用中。谷歌计划在2020年的某个时推出一项服务,为客户提供量子计算机生成的随机数。

最佳性能的经典计算机需要数十个小时来生成一串真正的随机数。艾伦•何表示谷歌展示的速度提高了许多倍,这证明了量子随机性。他说:“如果您知道量子算法能够比最著名的经典算法更快地获得这些随机数,那么这就是随机性的保证”。

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随机性是计算机科学的重要资源,而量子随机性是黄金标准,特别是如果数字可以进行来自量子计算机的自我检查或者认证。这个算法的测试此前一直在进行中,谷歌计划在可以提供可认证随机数的原型中实施该算法。

谷歌正在使用其超级强大的算法。今年10月份,该公司宣布他们已经实现了量子霸权:量子计算机可以完成经典计算机实际上无法完成的任务,通过算法可以完成验证给定的一组数字是随机分布的任务。现在该算法正在实现其首次实际应用,用作随机数生成器。

之后他又补充说:“但是如果您想向怀疑论者进行证明,比如在互联网上说这些比特确实是随机的……,除非您使用量子计算机,否则您不可能迅速做出回应并通过这项测试。”

谷歌对于量子霸权实验的成功,自我评价说主要是由于谷歌用增强的并行性改进了双量子比特门,可靠地实现记录性能,即便是在运行多个门的同时。他们可以使用一种新型的控制旋钮来实现这种性能,这种旋钮能够关闭相邻量子位元之间的交互,于是大大减少了这种多连接的量子位系统的误差。通过优化芯片设计以降低串扰,以及开发新的避免量子位缺陷的新控制校准,进一步实现了性能的提高。

现在来自谷歌公司的艾伦•何,12月12日在美国加利福尼亚举行的Q2B会议上宣布了这项新的应用。该应用使用原始算法在SyCAMOR量子计算机上运行,生成随机的比特串。然后经典计算机将这些位转换为随机数。艾伦•何在演讲中说,这一切都在200秒内发生。

原标题:谷歌的量子霸权算法,已经实现了其首次实际应用

德克萨斯大学奥斯汀分校的Scott Aaronson就该项目向谷歌进行了咨询,他在参与此次Q2B会议的一个议题讨论中说:"就其本身而言,这绝对令人印象深刻。虽然产生随机比特的方法有很多很多"。

谷歌今年10月23日在《自然》杂志上宣布了这一研究成果,量子霸权实验是在一个名为“Sycamore”的完全可编程54量子位处理器上进行的。它由一个二维网格组成,其中每个量子位与其他四个量子位相连。因此,该芯片具有足够的连接性,使得量子比特状态可以在整个处理器中快速交互,从而使整个状态无法在传统计算机上有效地仿真模拟。

谷歌团队未来的两个主要目标都是聚焦于在量子计算中寻找有价值的应用。首先是能够提供霸权级处理器提供给合作者和学术研究人员,以及有兴趣开发NISQ处理器算法和搜索应用程序的公司。通过新的计算资源,谷歌希望更多的研究人员将进入这个领域,尝试发明一些有用的东西。其次谷歌正在投资团队和技术,以尽快构建容错量子计算机,这种设备可以帮助实现许多有价值的应用,例如设计新材料、用于汽车和飞机的轻质电池,更有效的新型化肥催化剂。

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