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IBM的量子云计算准备开始商用 我国此前已实现量子加密产品商用

邹震- 2017.03.07 12:18 0条评论 云计算

IBM 说该服务已经有了第一批的顾客,他们已经开始利用量子计算服务测试和开发自己的应用程序,不过具体是哪些客户还不能对外界透露。如果你等待它很久了,那么它很快就要来了,据自然 (The Nature) 网站报道,IBM 在 3 月 6 日宣布计划在今年的某个时候推出世界上第一个用于商业的量子计算机服务,该服务命名为 IBM Q,付费之后就可以通过互联网接入到该系统。

不过,它现在还没有超越传统的计算机(至少现在还没有),不过 IBM 表示,这将是未来量子计算发展的关键,它可以处理更加复杂的运算,而且在竞争日益激烈的云计算服务市场上,如果推出量子级别的计算服务会占据绝对的优势。

 *IBM 的量子云计算服务 图片来自 Connie Zhou/IBM

IBM Q 目前建立在 IBM 现有的云计算服务的基础上: Quantum Experience,任何人都可以通过互联网免费访问。该项目在去年 5 月份上线,最近还升级了用户界面系统。位于纽约约克城高地 (Yorktown Heights) 的 IBM 研发中心领导量子计算技术的物理学家杰瑞·周 (Jerry Chow) 表示,在该系统上线后的十月个里对量子计算的帮助非常大,它为世界各地的研究人员提供了一种方法来建立量子算法而无需访问自己的量子计算机。IBM 的整体战略是建立一个「社区和生态系统」。

IBM 并没有透露该服务具体在哪天上线,只能说是在今年的某个时候,也没有对外透露该服务的功能到底有多强大以及如何收费。不过 IBM 说该服务已经有了第一批的顾客,他们已经开始利用量子计算服务测试和开发自己的应用程序,不过具体是哪些客户还不能对外界透露。

即便是用鬼话解释清楚量子计算机的原理几乎都可以写成一大篇文章,要用人话解释的话那就更可怕了。我这里引用一下知乎的一个回答中又引用的我国量子光学泰斗级人物郭光灿院士所解释的量子计算的原理:

量子比特可以制备在两个逻辑态 0 和 1 的相干叠加态,换句话讲,它可以同时存储 0 和 1。考虑一个 N 个物理比特的存储器,若它是经典存储器,则它只能存储 2^N 个可能数据当中的任一个,若它是量子存储器,则它可以同时存储 2^N 个数,而且随着 N 的增加,其存储信息的能力将指数上升,例如,一个 250 量子比特的存储器(由 250 个原子构成)可能存储的数达 2^250,比现有已知的宇宙中全部原子数目还要多。

由于数学操作可以同时对存储器中全部的数据进行,因此,量子计算机在实施一次的运算中可以同时对 2^N 个输入数进行数学运算。其效果相当于经典计算机要重复实施 2^N 次操作,或者采用 2^N 个不同处理器实行并行操作。可见,量子计算机可以节省大量的运算资源(如时间、记忆单元等)。

 *量子计算机工作原理 来自 YouTube

总而言之就是说,一旦实现真正的量子计算,那么计算的效率将会非常可怕。另外在网络安全上也具有重要意义,一旦真正意义上的通用量子计算机问世,将比目前最先进的超级计算机运算速度快百亿亿倍。量子通信技术是目前唯一的安全性得到严格证明的保密通信方式,即使未来量子计算机出现,也能保证数据安全。量子加密传输通过量子密钥无条件地保障信息安全,传输过程中的一切信息截获、密码破译、黑客技术,都将变得无能为力。

近年来 Google 也加入了量子研究计划,在加州圣巴巴拉建立了一个超导量子比特实验室 (superconducting-qubit lab)。在我国积极研究量子计算商用的是阿里巴巴旗下提供云计算服务的阿里云 (Alibaba Cloud)。

两年前 7 月,阿里巴巴和中科院成立一个实验室共同研制量子计算机,实验室将结合阿里云在经典计算算法、架构和云计算方面的技术优势,以及中科院在量子计算和模拟、量子人工智能等方面的优势,颠覆摩尔定律,探索超越经典计算机的下一代超快计算技术,实现量子保密通信技术在电子商务和数据中心安全方面的现实应用。

在随后 10 月份的云栖大会上,阿里云与中科院旗下国盾量子联合发布了量子加密通信产品,双方已在阿里云网络环境建立了多个量子安全传输域 (Quantum Portal),通过量子传送门实现同城数据中心互联组网,能够为客户提供无条件安全数据传输服务。据悉,这是全球首家云服务商提供量子安全传输产品落地服务。

 *阿里巴巴的量子实验室 图片由阿里云提供

进入 21 世纪以来, 量子通信成为国际上量子物理和信息科学与技术的研究热点。中国科学院院士潘建伟及其率领的团队,推动我国在不到十年的时间里迅速取得国际领先地位。中科院院士、中科大常务副校长潘建伟教授表示,中国科学院在量子信息技术方面处于国际先进水平,在过去十余年间,相关研究团队的成果曾多次入选美国物理学会、欧洲物理学会、《自然》杂志、《科学》杂志等国际机构评选的年度重大进展。英国《自然》杂志曾评论说,「这标志着中国在量子通信领域的崛起,从十年前不起眼的国家发展为现在的世界劲旅,将领先于欧洲和北美……」。

「科研成果转化为现实应用的过程漫长艰辛,许多前沿技术都被困于这段『死亡之谷』而无法走出实验室。和阿里这样全球化的公司合作,能够大大加速科研成果的应用落地,更好的造福人类,这次量子加密产品能够这么快发布就是一个最好的证明。」潘建伟表示。

预计到 2025 年,量子模拟将达到当今世界最快的超级计算机的水平,初步应用于一些目前无法解决的重大科技难题;到 2030 年,研制具有 50-100 个量子比特的通用量子计算原型机,突破大规模量子计算机的芯片工艺,从物理层设计、制造,到算法运行实现自主研发,全面实现通用量子计算功能,并应用于大数据处理等重大实际问题。(来源:tech2ipo)

*头图来自 Courtesy of D-Wave Systems Inc.

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