量子計算旨在用非常微小的粒子，如電子和光子實現(xiàn)對信息的超高速處理，這是當(dāng)前科學(xué)領(lǐng)域快速增長的學(xué)科之一，而John Martinis則是量子計算領(lǐng)域最重要的專家之一。在加州圣巴巴拉大學(xué)當(dāng)了多年的物理學(xué)教授之后，John Martinis加入了Google。

本周，Google量子人工智能實驗室宣布聘用Martinis以及其在加州圣巴巴拉大學(xué)的研究團(tuán)隊，后者將負(fù)責(zé)研發(fā)新型量子計算硬件設(shè)備。盡管Martinis將維持其與加州圣巴巴拉大學(xué)的關(guān)系，并會繼續(xù)擔(dān)任該校的博士生導(dǎo)師，但是他大部分時間將留在Google做研究。Google的這一舉動說明，它相當(dāng)重視量子計算。此外，鑒于Google的巨大影響力和雄厚的財力，它的加入將對量子計算領(lǐng)域產(chǎn)生巨大影響。

Google去年開辦了量子人工智能實驗室，以對充滿爭議的所謂的量子計算機D-Wave Two進(jìn)行測試。Google認(rèn)為量子計算將在未來發(fā)揮重要作用，尤其是在無人駕駛汽車和Google Now等產(chǎn)品的改進(jìn)上將發(fā)揮關(guān)鍵作用。

不過，科學(xué)界一直以來對D-Wave都不太看好，認(rèn)為其所能提供的功能與普通計算機沒什么差別，甚至不少科學(xué)家懷疑其根本算不上是量子計算機。Martinis加入之后，Google對于量子計算的研究將超越D-Wave，進(jìn)入一個全新的階段。

超越D-Wave

Martinis也是質(zhì)疑D-Wave的科學(xué)家之一。去年6月，《科學(xué)》雜志發(fā)表了由Martinis和其他幾位科學(xué)家共同寫作的一篇文章，文章最后得出的結(jié)論是D-Wave的機器的計算速度與普通的筆記本電腦和臺式電腦差不多。不過，他也不是完全看不起D-Wave。事實上，Martinis已經(jīng)使用D-Wave的機器多年了，并認(rèn)為該公司在某些方面所取得的成就讓他印象深刻。

據(jù)Martinis介紹，目前科學(xué)界對于D-Wave計算機的評價是，它確實具有量子計算的部分特征。不過，問題在于這個屬于量子計算的部分特征并沒有真正提升計算機的運算速度。雖然他們在Google的研究將不同于D-Wave，但是Martinis表示他們會借鑒D-Wave計算機的一些基本理念。

Martinis及其團(tuán)隊一直以來都在研究如何提升量子計算機的穩(wěn)定性——該領(lǐng)域的最大問題之一。量子計算機依賴處于量子狀態(tài)的粒子，所謂量子狀態(tài)是指粒子可以同時處于兩種不同的狀態(tài)，甚至可以保存兩組不同狀態(tài)的組合。問題在于，這些被稱作“量子比特”的粒子處于量子狀態(tài)的持續(xù)時間一秒都不到，而且與其它粒子發(fā)生碰撞后就不再處于量子狀態(tài)。

研究人員將這一量子信息損失的情況稱為“不連貫性”，這個特性使得量子計算機很難完成可靠的計算。不過，Martinis團(tuán)隊在這一領(lǐng)域取得了一些進(jìn)展。去年4月，他們在《自然》雜志發(fā)表了一篇文章，詳細(xì)介紹了他們制造的一臺5量子比特的量子計算機。該機器利用超導(dǎo)體材料和可備份量子比特信息的錯誤糾正系統(tǒng)來維持量子信息。據(jù)悉，他們現(xiàn)在已經(jīng)將其擴展到了9量子比特，并計劃實現(xiàn)每年量子比特數(shù)翻一番。

Google的禮物

與此同時，D-Wave則一直在嘗試制造出量子比特數(shù)盡可能大的機器，而沒有著眼于解決不連貫性的問題。Martinis表示，他們將利用D-Wave在規(guī)模上取得的成果，然后再結(jié)合他們在穩(wěn)定性上的取得的成果。他認(rèn)為，他們的研究將推進(jìn)整個量子計算領(lǐng)域的發(fā)展。

此外，Martinis還表示加入Google會給他帶來許多獨特優(yōu)勢。首先，Google有一個量子人工智能實驗室和團(tuán)隊，并且已經(jīng)在這方面開發(fā)出了一些實用的量子計算應(yīng)用。同時，Google也有一些實際的有待解決的問題，比如復(fù)雜路由規(guī)劃等。最后，就是他可以在Google創(chuàng)建一個全職的研究團(tuán)隊，而在大學(xué)做研究每當(dāng)學(xué)生畢業(yè)之后，團(tuán)隊就要換一批成員，人員流動過大?？傊?，在Google有助于研究的開展。

Via：Wired

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