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【科普】量子计算会不会来抢我们的饭碗

发布时间:2019-09-23

缘起

 

        据传一个50量子位的计算机可以每秒计算2^50次,约相当于1100万亿次,而我们普通的电脑浮点运算约在每秒170亿次,普通的单u服务器(就是数据中心里常见的)按照每秒1700亿次,这台量子计算机相当于6600台服务器,按照现行30u每柜计算,约相当于一个220柜的小型数据中心。一个超大型的数据中心22000机柜,可以被100台50位量子计算机替代,一个60位的量子就算机搓搓有余。细思极恐。

 

量子新闻

 

IBM

        北京时间2017年11月11日凌晨消息,IBM称其正在朝着将50量子位处理器商业化的方向前进,并指出将在今年年底之前把20量子位的处理器开放给公众测试,人们将可以申请使用20个量子比特平台来进行实验,并帮助推动量子计算技术的发展。

 

        在2016年5月IBM首次推出了其基于5个量子比特打造的量子计算,并通过IBM云平台,IBM Quantum Experience,对外开放适用。

 

        2017年3月6日,IBM宣布将于年底推出正式基于量子比特打造的全球首个商业通用量子计算服务。并且将在数年内完成基于50个量子的通用计算服务。

 

谷歌

        谷歌也进入量子竞赛中,在圣巴巴拉市(美国加利福尼亚州)建立了一个超导量子位实验室。IBM和其它几家公司以及学术实验室已经宣布了建立超越传统计算机机器的激进计划。但是,这些机器每个需要运行大约50量子位。目前的记录是大约20量子位,只勉强够简单的运算。

 

英特尔

        英特尔公司也在研究量子处理器,并在2017年10月份时携手荷兰研发合作伙伴Qutech成功测试了17量子比特位处理器。

 

国内

        2016年8月16日我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星(简称“量子卫星”)发射升空。

 

        “随着中国科技的迅猛发展,我相信量子通信将在10年左右时间辐射千家万户。期盼在我有生之年,能亲眼目睹以量子计算为终端、以量子通信为安全保障的量子互联网的诞生。”潘建伟说,“我相信中国科学家们做得到。”



 

各方态度

 

怀疑嘲笑者

 

        消息是否准确?是否属实?就算属实跟我等又有几毛钱关系?

 

        2017年6月份,根据系统更新后的测试结果,其实际计算能力已经达到16-17个量子位。

 

        Quantum Experience目前已经在超过100个国家里吸引了大约40,000名用户。

        Quantum Experience的系统用户已经做了275,000次试验,发表了15篇研究论文。

 

        “IBM Q”平台已经在致力开发量子计算生态系统,以期能更好的解决传统计算机无法处理的各种问题,比如以下这些:

        Drug and Materials Discovery: Untangling the complexity of molecular and chemical interactions leading to the discovery of new medicines and materials;

        Supply Chain & Logistics: Finding the optimal path across global systems of systems for ultra-efficient logistics and supply chains, such as optimizing fleet operations for deliveries during the holiday season;

        Financial Services: Finding new ways to model financial data and isolating key global risk factors to make better investments;

        Artificial Intelligence: Making facets of artificial intelligence such as machine learning much more powerful when data sets can be too big such as searching images or video; or

Cloud Security: Making cloud computing more secure by using the laws of quantum physics to enhance private data safety.

 

        而国内

        发布会上两台量子计算原型机虽然符合标准的量子计算概念,但都是专用机,而非通用机——超导系统那一台原型机是用来做线性方程组求解的;基于线性光学的原型机是用来做玻色取样的。均达到10个量子级别。

        在性能上,实验测试表明,该原型机的取样速度不仅比国际同行类似的实验加快至少24000倍。同时,通过和经典算法比较,也比人类历史上第一台电子管计算机(ENIAC)和第一台晶体管计算机(TRADIC)运行速度快10-100倍。

 

        当世界上第一台计算机出现的时候,有人嘲笑他的计算速度还比不上一个熟练的商人,而现在。。。

 

        当第一辆蒸汽机出来的时候,很多人嘲笑它又大又丑还老出故障,熟练的工人又快又好,而现在。。。

 

        当量子刚出来。。。,而未来。。。

 

杞人忧天者

 

        那我们搞普通服务器的,搞数据中心基础设施的,这全球少说也有上千万要赖此养家糊口的人,难道未来三五年,人到中老年,就要面临失业和无情的辞退么?

 

        当然也不是。

 

        柯达在1975年拍出了世界上已知的最早一张数码照片,自己却被数码相机淘汰了;而现在柯达何在?数码相机何在?

 

        摩托罗拉2000年生产的名为天拓A6188的智能手机,2年后开发出最具影响力的智能手机7650的诺基亚;而现在他们的手机何在?影响力何在?

 

        国内的就不说了,根本就没有成熟的通用量子计算,即使是著名的神威太湖之光,第四次名列超级计算的榜首,但是也没见他能取代常规数据中心。

 

        神威太湖之光,持续浮点计算性能93.015PFlops,性能功耗比6051MFlops/W。约含有40960块处理器,单个处理器有260个核心。由40个运算机柜和8个网络机柜组成。总功率约15500kw。约相当于6200个标准机柜。(2.5kw一个标准柜)

 

        自 2014 年落户广州以来,广州超算中心已成为广东最大的科技基础设施,但高昂的能耗费用,宣传推广不力,国际交流与合作不足,嫁接国家重大领域的科研项目较少,应用软件开发的周期过长,人才梯队与技术支撑尚未形成系统。

 

        而量子加密离计算就更远了。

 

        超级计算都这么多年了,我国的常规数据中心还在蓬勃发展。就更不用说小型机缓慢从数据中心基础设施中退出的事情了。


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