NASA和Google 探索量子計(jì)算機(jī)

今年5 月，Google 和NASA 共同建立了量子人工智能實(shí)驗(yàn)室，購(gòu)入一臺(tái)D-Wave Two 型量子計(jì)算機(jī)。關(guān)于D-Wave 是否屬于真正的量子計(jì)算機(jī)，學(xué)術(shù)界一直存在爭(zhēng)論。目前來說，Google 和NASA 也搞不懂D-Wave 的優(yōu)勢(shì)。他們?nèi)匀辉谔剿麟A段。

“我們組建了藍(lán)隊(duì)和紅隊(duì)，他們互相競(jìng)爭(zhēng)，”Google 的發(fā)言人告訴Wired，“藍(lán)隊(duì)提出一些量子計(jì)算機(jī)所擅長(zhǎng)解決的問題，而紅隊(duì)改善經(jīng)典算法，以跟進(jìn)或者超越它。”目前來說，Google 仍然沒有發(fā)布任何結(jié)果，不過，公司表示說，他們有信心找到適合于量子計(jì)算機(jī)的新挑戰(zhàn)。

與此同時(shí)，NASA 也在探索D-Wave 的能力。它在量子計(jì)算機(jī)上運(yùn)行各種模擬軟件，用于支持國(guó)際空間站和其它超級(jí)計(jì)算任務(wù)。Ames 研究中心探索技術(shù)部的副主任Rupak Biswas 說，量子計(jì)算時(shí)代已經(jīng)到來。

D-Wave 與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)不同。它需要與地球的磁場(chǎng)隔離開來，某些部件必須保持在零度。啟動(dòng)它需要一個(gè)月的時(shí)間，而且它的內(nèi)部工作原理是一個(gè)謎。實(shí)際上，它是否屬于真正的量子計(jì)算機(jī)，仍是一個(gè)有爭(zhēng)議的問題。D-Wave 展示出量子計(jì)算機(jī)的特征，而且在解決某些問題上有優(yōu)勢(shì)，但并不是所有事情都擅長(zhǎng)。NASA 在上面做了一些早期測(cè)試，以理解它能夠解決何種問題。

未來，NASA 計(jì)劃將其用于更多方面，比如為探索新星球的航空器規(guī)劃路線，或者分析來自外太空觀察站的各種數(shù)據(jù)。“這樣說吧，你有許多衛(wèi)星，還有許多探索項(xiàng)目。你試圖為這些項(xiàng)目做出計(jì)劃，安排時(shí)間。這是一個(gè)NP 困難問題。”Biswas 說。

目前，NASA 憑借經(jīng)驗(yàn)來解決此類問題。他們做出一些猜想，并縮減探索空間的范圍。這樣做的話，管理上才能做到可控，但也意味著許多復(fù)雜的問題無法得到解決。

NASA 和Google 都在試圖理解量子計(jì)算機(jī)的運(yùn)作原理。比如，是否有量子糾纏的情況發(fā)生，或者量子隧穿效應(yīng)的出現(xiàn)。這些也是物理學(xué)家感興趣的問題。Biswas 說，NASA 仍然不知道D-Wave 是否能兌現(xiàn)承諾，甚至不知道它是否是量子計(jì)算的最好形式。“我們必須現(xiàn)實(shí)點(diǎn)”，他說，“我們?cè)谧鰧?shí)驗(yàn)，并不意味著我們能夠得到更好的答案。”