智东西（公众号：zhidxcom）
文 | 漫修远

（本文投稿，首发智东西。原文由“西辰智能弱电”（jcibas）提供，专注提供有价值的智能控制领域干货。）

当你还纠结于买四核/六核/八核；i5还是i7处理器的电脑时，且慢，比这快1亿倍的量子计算机已被证实！

未来，你也许会犹豫配置该选128量比特、512量比特或1000量比特的系统？
注：【量比特】即【量子比特】源自新生的英文Qubits。

2015年的双12节，我们全民狂欢“买买买”的盛宴时，地球那头，一场“算算算”的革命进行得如火如荼。

美国当地时间12月8日，谷歌量子人工智能实验室宣布量子计算机最新进展：在两次测试中D-Wave 2X的运行速度比传统模拟装置计算机芯片运行速度快1亿倍（10的8次方倍）。

原文链接 http://googleresearch.blogspot.ca/2015/12/when-can-quantum-annealing-win.html

其实，伴随D-Wave公司1999年成立伊始，对量子计算机的真伪争论一直存在。本次谷歌的声明引人注目，似为之前多年的争论划上了句号。

为方便读者理解，我们倒过来先讲量子计算的现实应用：

应用篇

快1亿倍是啥概念？

D-Wave另两个大客户为：洛克希德·马丁公司和NASA。

洛克希德·马丁的战斗机应用：

帮助其改善战机的雷达软件系统和飞控系统！交手瞬间比对手快1亿倍的反应速度，令人不寒而栗的代差？乍看还以为是玄幻小说的情节！

2013年2季度，D-Wave 2系统（512位量比特）交付使用。

NASA的Ames应用：

优化瞬息变幻的飞控任务、导航通讯、系统诊断、机器人控制、部件识别、使命计划和调度等！

应用分类

机器学习（二进制的甄别）：

优化：

下图案例中量子计算机凭其出色运算能力优化设计，用最低成本建立大于30PSI压力的自来水管网。击败了年产值6亿美金并拥有实际管网的大公司。

取样：

蒙特卡洛算法：即采样越多，越近似最优解。换言之，尽量找好的，但不保证是最好的。

下图举例了10颗人造卫星在协调描绘数字地球任务时，量子计算协调大量有冲突样本以及各类调度计划。

原理篇

量子芯探秘

主要看气质~量子比特能同步存在于0和1的状态！

D-Wave 2X 系统，在1000个量子比特时，能同时搜索2的1000次方个可能的方案！

一个量子位的叠加态的示意图

量子计算：

量子的重叠与牵连原理产生了巨大的计算能力。普通计算机中的2位寄存器在某一时间仅能存储4个二进制数（00、01、10、11）中的一个，而量子计算机中的2位量子位（qubit）寄存器可同时存储这四个数，因为每一个量子比特可表示两个值。如果有更多量子比特的话，计算能力就呈指数级提高。

量子比特&量子处理器

量子计算机的处理器，是由金属铌晶格组成细小闭环，上图红线标识每一条就是一个单位量子比特。当铌被冷却到9.2开尔文以下时，它成为超导体，并开始展示量子力学效应。

通过量子环路顺时针或逆时针流动，超导量子比特发射一个向下或向上的磁场，逻辑编码为 1 或 0。量子的隧道穿越效应期间，同时产生顺时针和逆时针流，这使量子比特处于”叠加”状态，即，同时存在0 和 1状态。量子隧穿效应周期末尾量子比特”塌陷”成0 或 1两个状态之一。

量子隧道

量子芯的温度演示

量子计算机另一个特点~低功耗：D-Wave 2 X的功耗仅是目前超级计算机的1/100。从而，相应的冷却系统负载也将更大大减轻！

架构篇

量子计算机的架构

架构比想象的还简单些，如下图，外壳由三台19寸机柜和1个掩蔽大箱组成。

系统架构，如下图所示，分为处理器含冷却系统，子控制系统服务器以及客户端

软件和编程篇

目前有多种方法向D-Wave 2X 提交程序（如下图所示），系统提供Web API接口，可按照开发者的喜好用C, C++, Python 和 MATLAB等语言，上传代码到云端，轻松访问量子计算机。

量子计算机不仅能提供最佳的方案，也能呈现非常好的可选方案。用户可具体指定系统返回一定数量的解决方案。

致敬篇

能有今天，我们要向量子之父 Max Planck致敬。他曾这样说：“当你看世界的方法改变了，世界也会随之改变”。

小编以为：

在量子计算机领域，这只是开头。目前，1000个量子比特带来2的1000次方的解决方案。未来，10000个量子比特呢？欢迎来到未来！如果上天给我一个机会再说一次的话，我会对你说三个字“量比特”。如果非要把超越传统计算速度给上一个数值，那会是一亿倍！

本文转载自微信公众号：jcibas