
科学家找到了一种弥合古典和量子计算之间差距的方法
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尽管存在某些条件,但量子计算机比传统计算平台强大数百万倍,而Google自己的量子计算机最近通过了一个名为“量子至上”的里程碑,成为世界上最强大的计算机。但这一切都说,这些量子计算机仍然有限,削减了我们希望将来能够完全吹来的量子计算机的版本。
现在,尽管研究人员已经为“概率计算机”开发了硬件,但该设备可能能够弥合真正的量子计算机之间的差距,这些计算机必须在实验室的接近零温度下运行,以及我们今天在桌子上在室温下运行的标准PC和笔记本电脑。
概率计算机可以做的特殊技巧是解决量子问题,而无需实际进行量子。它使用称为P-Bit的东西来做到这一点,这项研究在美国普渡大学的团队描述为“穷人的Qubit”。
尽管经典计算位可以将信息存储为量子计算机使用的1或0 Qubits,但可以同时存储信息,这意味着处理能力的飞跃很大。同时,p位只能是1或0,但是它们可以在这两个状态之间切换非常非常快。
通过仔细控制这些波动,研究人员的概率计算机能够解决一种通常被认为是量子计算问题的计算,但无需使用实际的量子计算机。
作为额外的奖励,p-bits在室温下工作,而量子位则需要超级冷的条件才能正常运行,因此它们更容易适应现有计算机。
普渡大学的电气和计算机工程师Supriyo Datta说:“可以用Qubits解决一些有用的问题。”“您可能会说P-Bit是'穷人的Qubit'。”
该研究的结果是一种修改的磁磁性随机存储器(MRAM)设备,用于将信息存储在当今的某些计算机中。磁取向用于创建代表1S或0s的电阻状态。
这些定制的MRAM P-BIT单元中有八个与控制器芯片组合在一起,以形成概率计算机,其中单元只能采用特定值,这是“概率”名称来自的位置。
然后,研究人员能够解决整数分解问题,其中数字被分解为较小的倍数。这通常被认为是一个量子问题,量子计算机会在古典计算机上表现出色,而量子可以更慢,更有效。
这款概率计算机及其p-lits表示两者之间的某种中间立场。研究人员认为,与当今的计算机相比,使用空间和能量更少的空间和能量可以处理整数分解和类似的问题。
达塔说:“在芯片上,该电路将占据与晶体管相同的区域,但执行的功能将需要数千个晶体管进行。”“它还以可以通过大量P-lits的并行操作加快计算的方式运行。”
这台机器将必须进行扩展并进一步改进才能实用,但是研究人员认为这些进步可能不会太远。然后,这些设备可以从古典计算机接管某些问题,直到量子计算革命最终到达。
科学家正在取得进步,但是在量子箱稳定且实用之前,还有一段路要走,可以实际运行我们需要它们运行并进行正确扩展并将量子台和将它们连接在一起的总和仍然是一个艰巨的挑战。
达塔补充说:“在不久的将来,P-bits可以更好地帮助机器像人类一样学习或优化货物前往市场的路线。”
这项研究已在自然界发表。