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5000量子比特的商用计算平台发布!D-Wave:这是商业应用的唯一选择

  萧箫发自凹非寺

  量子位报道公众号 QbitAI

  近日,量子计算公司D-Wave 称,第一台为业务构建的量子计算机 Adventage 问世,实现了每个用户至少拥有 5000 量子比特(qubit)的“使用权”。

  其实,Advantage 仍然是一台量子退火机 (quantum annealing machine),应用范围并没有量子通用计算机那么广泛,而且目前只能通过云端使用。

  不过,云访问 Adventage 的任何用户,都拥有 5000 量子比特的完全访问权限。

  D-Wave 称,Adventage 可以处理多达100 万个变量的问题类型,是彻底为业务构建的量子计算机。

  D-Wave 的首席执行官 Alan Baratz 表示:“在其他类型的量子计算机上最多只能做点小实验、推导些简单的定理,而且还比我们的计算规模差多了。”

  与其他的通用量子计算机相比,Adventage 是一台商用量子计算机,是D-Wave 探索商业化的新一步。

  芯片:量子比特“连接”更多了

  D-Wave 表示,在每个 Advantage 量子计算机中,实际的量子比特数会根据芯片的不同而发生变化。

  也就是说,其中一些芯片的容量明显超过 5000 量子比特、而另一些则接近 5000 量子比特。

  不过,每个用户都将拥有至少 5000 量子比特的完全访问权限。

  这样的数据,是根据它芯片的结构来决定的。

  从下图可见,Adventage 的芯片实现了 15 路的量子比特连接,也就是说,每个量子比特都能与其他 15 个量子比特相连。

  “量子比特的数量及连接性,决定了量子计算机可以解决多大的问题。”

  对此,Alan Baratz 给出的解释是:“使用 2000 量子比特的处理器,我们可以在 100 到 200 的变量内解决问题。”

  “而使用具有 2 倍量子比特、和 2 倍连接性的 Advantage 量子计算机,我们就可以在 600 到 800 的变量内的解决更多问题。”

  也就是说,这 5000 量子比特是D-Wave 的研究人员在进行计算后得出的结论:在 Advantage 系统上,可以解决的问题是在 2000 量子比特处理器上可以解决的问题的 2.6 倍。

  这是D-Wave 从 2000 量子比特到 5000 量子比特的飞跃。

  从下图中可以看出,2000 量子比特的处理器中,芯片的每个量子比特只能与其他 6 个量子比特相连接,连接性没有 Adventage 高。

  不过,这样的设计明显更偏向于企业的商业化应用。

  也就是说,不仅现实中买不到他们的这台 Adventage 量子计算机,只能租用云服务。

  而且,Advantage 仍然是一台量子退火机 (quantum annealing machine),应用范围并没有量子通用计算机那么广泛。

  D-Wave 的云端商业化

  而早在今年 2 月、推出 Adventage 之前,D-Wave 就已经公布了他们的量子计算平台云服务 Leap 2 的价格。

  与第一代云服务 Leap 相比,Leap 2 那时候能保证用户解决多达 1 万个变量的大型复杂问题、也可以实时访问D-Wave 的 2000 量子比特计算机。

  那时候的价格是这样的:

  现在,D-Wave 在前一代处理器的基础上升级了芯片结构、改进了处理能力后,价格估计并不会比此前的云服务更便宜。

  据了解,包含 Adventage 使用权限的云服务,将在 10 月 8 号上线。

  此外,D-Wave 还发布了新的混合求解器-离散二次模型(DQM),旨在扩展可在量子计算机上运行的问题类型。

  它通过接受更大范围的变量值(包括从 1 到 10 的整数,甚至是红、黄色、蓝等颜色),而不是仅接受 0 或 1 的二进制变量来实现。

  IBM:1121 量子比特都还有距离

  此外,IBM 也于近日透露了他们研发通用量子计算机的消息。

  在上周与量子计算有关的一次峰会上,IBM 称,它们计划于 3 年内推出 1121 量子比特的处理器 Condor。

  也就是说,直到 2023 年,IBM 都在为 1121 量子比特而努力。

  而在今年 9 月初,IBM 才推出65 量子比特的 Hummingbird 处理器,并计划在明年推出 127 量子位的 Quantum Eagle 处理器。

  听起来是不是有点奇怪?

  为什么D-Wave 已经实现了 5000 量子比特的商用计算平台,IBM 还在 3 位数的量子比特之间“苦苦挣扎”?

  因为,他们研究的方向并不相同,IBM 的量子计算机是“通用量子计算机”,而D-Wave 则是量子退火机,朝着商业化的方向行进。

  这里面的区别就在于,量子退火是基于绝热量子计算的,这其中不需要操作量子逻辑门。

  简单来说,量子退火机虽然处理性能高,但可以实现的功能也相对会更少。

  网友:D-Wave 模型的可控性太差

  尽管如此,有网友认为,D-Wave 能实现 5000 量子比特的计算能力,仍然值得惊奇。

  在推特上有 10 万多粉丝的业内知情人士 Brian Roemmele 表示:“这件事情真的令人惊讶……这样我们离个人量子计算机又进了一步。”

  然而,也有网友对于D-Wave 的成果并不看好。

  Reddit 上 karma 值 8w 的网友表示,D-Wave 的这种模型,可控性就是不行。

多年来,D-Wave 计算机的控制就像“调低A,调高B”一样简单……

相比之下,来自 IBM 和 Google 等公司研发的 50 量子比特(或更多)这种,每一量子比特都是是完全可控的(“通用”)。这种可控性非常昂贵,并且对于扩展这类超导量子计算机是一个瓶颈。

毕竟,50 量子位已经需要这么多的导线,要考虑空间问题,同样校准也要很长时间……然而,D-Wave 却通过使用可控性最差的非通用模型来解决这些问题。

  参考链接:

  https://spectrum.ieee.org/tech-talk/computing/hardware/ibms-envisons-the-road-to-quantum-computing-like-an-apollo-mission

  https://venturebeat.com/2020/02/26/d-wave-announces-leap-2-its-cloud-service-for-quantum-computing-applications/

  https://venturebeat.com/2020/09/29/d-wave-advantage-quantum-computing-5000-qubits-1-million-variables/

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