量子計(jì)算旨在用非常微小的粒子，如電子和光子實(shí)現(xiàn)對(duì)信息的超高速處理，這是當(dāng)前科學(xué)領(lǐng)域快速增長(zhǎng)的學(xué)科之一，而John Martinis則是量子計(jì)算領(lǐng)域最重要的專(zhuān)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(shí)驗(yàn)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(duì)，后者將負(fù)責(zé)研發(fā)新型量子計(jì)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(huì)繼續(xù)擔(dān)任該校的博士生導(dǎo)師，但是他大部分時(shí)間將留在Google做研究。Google的這一舉動(dòng)說(shuō)明，它相當(dāng)重視量子計(jì)算。此外，鑒于Google的巨大影響力和雄厚的財(cái)力，它的加入將對(duì)量子計(jì)算領(lǐng)域產(chǎn)生巨大影響。

Google去年開(kāi)辦了量子人工智能實(shí)驗(yàn)室，以對(duì)充滿(mǎn)爭(zhēng)議的所謂的量子計(jì)算機(jī)D-Wave Two進(jìn)行測(cè)試。Google認(rèn)為量子計(jì)算將在未來(lái)發(fā)揮重要作用，尤其是在無(wú)人駕駛汽車(chē)和Google Now等產(chǎn)品的改進(jìn)上將發(fā)揮關(guān)鍵作用。

不過(guò)，科學(xué)界一直以來(lái)對(duì)D-Wave都不太看好，認(rèn)為其所能提供的功能與普通計(jì)算機(jī)沒(méi)什么差別，甚至不少科學(xué)家懷疑其根本算不上是量子計(jì)算機(jī)。Martinis加入之后，Google對(duì)于量子計(jì)算的研究將超越D-Wave，進(jìn)入一個(gè)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(xiě)作的一篇文章，文章最后得出的結(jié)論是D-Wave的機(jī)器的計(jì)算速度與普通的筆記本電腦和臺(tái)式電腦差不多。不過(guò)，他也不是完全看不起D-Wave。事實(shí)上，Martinis已經(jīng)使用D-Wave的機(jī)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(duì)于D-Wave計(jì)算機(jī)的評(píng)價(jià)是，它確實(shí)具有量子計(jì)算的部分特征。不過(guò)，問(wèn)題在于這個(gè)屬于量子計(jì)算的部分特征并沒(méi)有真正提升計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度。雖然他們?cè)贕oogle的研究將不同于D-Wave，但是Martinis表示他們會(huì)借鑒D-Wave計(jì)算機(jī)的一些基本理念。

Martinis及其團(tuán)隊(duì)一直以來(lái)都在研究如何提升量子計(jì)算機(jī)的穩(wěn)定性——該領(lǐng)域的最大問(wèn)題之一。量子計(jì)算機(jī)依賴(lài)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(shí)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(wèn)題在于，這些被稱(chēng)作“量子比特”的粒子處于量子狀態(tài)的持續(xù)時(shí)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(chēng)為“不連貫性”，這個(gè)特性使得量子計(jì)算機(jī)很難完成可靠的計(jì)算。不過(guò)，Martinis團(tuán)隊(duì)在這一領(lǐng)域取得了一些進(jìn)展。去年4月，他們?cè)凇蹲匀弧冯s志發(fā)表了一篇文章，詳細(xì)介紹了他們制造的一臺(tái)5量子比特的量子計(jì)算機(jī)。該機(jī)器利用超導(dǎo)體材料和可備份量子比特信息的錯(cuò)誤糾正系統(tǒng)來(lái)維持量子信息。據(jù)悉，他們現(xiàn)在已經(jīng)將其擴(kuò)展到了9量子比特，并計(jì)劃實(shí)現(xiàn)每年量子比特?cái)?shù)翻一番。

Google的禮物

與此同時(shí)，D-Wave則一直在嘗試制造出量子比特?cái)?shù)盡可能大的機(jī)器，而沒(méi)有著眼于解決不連貫性的問(wèn)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?cè)诜€(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(gè)量子計(jì)算領(lǐng)域的發(fā)展。

此外，Martinis還表示加入Google會(huì)給他帶來(lái)許多獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。首先，Google有一個(gè)量子人工智能實(shí)驗(yàn)室和團(tuán)隊(duì)，并且已經(jīng)在這方面開(kāi)發(fā)出了一些實(shí)用的量子計(jì)算應(yīng)用。同時(shí)，Google也有一些實(shí)際的有待解決的問(wèn)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(gè)全職的研究團(tuán)隊(duì)，而在大學(xué)做研究每當(dāng)學(xué)生畢業(yè)之后，團(tuán)隊(duì)就要換一批成員，人員流動(dòng)過(guò)大。總之，在Google有助于研究的開(kāi)展。

Via：Wired

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