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一些研究者認為谷歌的聲明言過其實了，其實量子計算機幾乎不比普通PC快 文章來自微信公眾號：機器之心 強大的量子計算機終于要來臨了嗎？最近，谷歌宣稱他們的D-Wave量子計算機在解決某些問題時的速度比普通計算機快1億倍，這將為人工智能帶來巨大的推動。然而，《新科學家》雜志采訪了業內的一些研究者，他們認為谷歌的聲明言過其實了，其實幾乎不比普通的PC快。當全世界都在為谷歌興奮的時候，我們來看一些不同的聲音吧。 谷歌做了什么？ 2013年，谷歌從加拿大本拿比的D-Wave公司購買了一臺量子計算機。D-Wave是唯一一家銷售此類設備的公司，他們的產品在學術界飽受爭議。此前他們曾聲稱自己的計算速度更快，但遭到了質疑。現在，谷歌發布了D-Wave迄今為止最強大的結果，顯示出1億倍的速度提升。 D-Wave計算機是如何工作的？ D-Wave計算機是一種稱為「量子退火算法計算機(quantum annealer)」的專業設備，工作原理是探索能量景觀（energy landscape）中的山峰與低谷，這些能量景觀對應著它要解決的問題。目標是到達能量景觀中的最低點，該點對應著最好的解。一種稱為量子隧穿的性質讓D-Wave能通過「隧道」快速穿越能量景觀中的山峰，從理論上說，能更加快速地獲得答案。 谷歌怎樣獲得如此巨大的速度提升？ 谷歌的團隊用D-Wave與一臺運行模擬退火軟件的普通計算機進行對比。正如名字所暗示的那樣，這個軟件試圖模擬能量景觀的探索過程，但是與D-Wave不同，它不能通過隧穿來走捷徑，使得速度更慢。至關重要的是，谷歌在這兩臺計算機上都測試了大型問題，揭示出二者在性能上的區別。 谷歌的Hartmut Neven在一篇博文中宣布了這個結果，他說：「我們發現，在涉及到將近1000個二進制變量的問題實例中，量子退火的表現比普通計算機的模擬退火好太多了。它比單芯上運行的模擬退火快了不止108倍。」 其他人怎么說？ 「你需要仔細讀一讀文章，」瑞士蘇黎世聯邦理工學院的Matthias Troyer說。「它只是在某些特定的問題上比某些特定的傳統算法快108倍，而這些問題的設計初衷就是對普通算法很難，對D-Wave很簡單。」換句話說，D-Wave占了巨大的主場優勢。 Troyer說，對模擬退火算法進行一下改進，就能把D-Wave的優勢降到100倍，而另一些更加復雜的算法在普通PC上運行時甚至能比D-Wave更快。「聲稱『提升108倍的速度』十分誤導人，」他說。你還需要記住的是，D-Wave是一個需要花費1000～1500萬美元的專業硬件。谷歌在詳述這項研究的論文中承認，一臺同樣專業的非量子設備也能達到D-Wave的速度，但他們認為沒必要研究這個課題，因為他們相信量子計算機很快就能超過它。（谷歌的論文pdf點閱讀原文，可在網頁中下載） 那么，谷歌是在試圖蒙騙我們嗎？ 并沒有。Neven在這篇博客的結尾承認，其他算法也可能贏過D-Wave，但是谷歌的團隊認為，一旦量子計算機變得更大，其他算法的優勢就會消失。 但有一些人卻沒這么信誓旦旦。麻省理工學院的Scott Aaronson說：「這肯定是迄今為止對D-Wave的能力最令人印象深刻的證明。但是，D-Wave是否真能取得我所認為的『真正的量子提速』，目前還完全不清楚。」 是否真能獲得高速量子計算機的確鑿證據呢？ 或許能。但是，很可能需要新的硬件。D-Wave的目標永遠都是讓量子計算機盡快商業化，但是Aaronson認為他們的「量子退相干」（對計算必須的脆弱量子狀態的度量）并不比那些用緩慢而穩定的方法所建造的量子芯片更好。谷歌正在對沖它的賭注——它聘用了外部研究員來建造自己的量子芯片。而IBM最近也獲得了美國政府的資金來開發自己的版本。 Aaronson認為這兩項努力看起來更有前景一些。他說：「事情的進展比我期待的快得多。但是，將市場行為和真正的能力分開來，至始至終都是一件非常重要的事。」 |
