谷歌在量子计算机领域已取得重大突破,量子时代离我们还有多远?
非常高兴能看到这个问题,作为985院校物理系,应用物理专业的毕业生,自认为有资格回答这个问题。我的答案是:我们已经生活在量子时代,量子力学的应用已经渗透到我们生活中的每一个角落。下面选择一些有代表性的案例,看看这些年都有哪些量子力学的应用成果:
19世纪末,欧洲的钢铁工业迅速崛起,为了冶炼更高品质的钢铁,就产生了对炉温精确检测的需求。工程师们当然选择把这个任务交给了物理学家们去研究。
物理学家们的办法跟中国古人通过炉火的颜色来判断烧陶瓷的炉温原理是一样的:颜色对应炉温。只不过颜色判断误差很大,物理学家们为了精确标定温度***用了波长。
不同颜色的光对应着不同波长,这是当时的科学家们都知道的。只是肉眼能识别的颜色(波长)范围没有直接测量波长来得精确。
寻找波长和温度之间关系的过程,在仪器测量学中叫做标定。其中普朗克找到了一个全波谱的对应关系式,解决了温度和波长之间的对应关系的数学表达。从而完成了工程师们交付的炉温测量任务。
这个数学表达式的一个关键处理方法就是:需要把能量看做是一份一份的,不连续的,即能量的量子化。尽管此时,普朗克还没有意识到,能量量子化背后的科学意义,但量子时代就是这样悄无声息地到来了。
光电倍增管是将微弱光信号转换成电信号的真空电子器件,其物理学原理源自光电效应,即光能生电。1905年,爱因斯坦发表论文《关于光的产生和转化的一个试探性观点》,对于光电效应给出解释。
他将光束描述为一群离散的量子,现称为光子,而不是连续性波动。对于马克斯·普朗克先前在研究黑体辐射中所发现的普朗克关系式,爱因斯坦给出另一种诠释:频率为f的光子拥有的能量为E=hf ;其中, h因子是普朗克常数,这对波粒二象性概念的提出有重大影响。
50年代中期,可见光波段的硫化镉、硒化镉、光敏电阻和短波红外硫化铅光电探测器投入使用。50年代末,美国军队将光敏电阻和短波红外硫化铅光电探测器投入使用,用于代号为“响尾蛇”的空空导弹,取得明显作战效果。
1***0年,CCD图像传感器在Bell实验室发明,依靠其高量子效率、高灵敏度、低暗电流、高一致性、低噪音等性能,成为图像传感器市场的主导。90年代末,步入CMOS时代。
如今这种基于量子力学原理的光电感应器普遍应用于数码相机、摄像头、手机拍照、电视、电影的发射和图象传送、冶金、电子、机械、化工、地质、医疗、核工业、天文和宇宙空间研究等领域。
1917年,爱因斯坦从理论上指出:除自发辐射外,处于高能级E2上的粒子还可以另一方式跃迁到较低能级。他指出当频率为 ν=(E2-E1)/h的光子入射时,也会引发粒子以一定的概率,迅速地从能级E2跃迁到能级E1,同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子,这个过程称为受激辐射。
这是1917年,为后来的激光的发现奠定了理论的基础。激光的英文laser 这个词是由最初的首字母缩略词LASER演变而来,LASER的意思是“受激辐射光放大器”英文的单词的缩写简略。
您好!我是今日头条科技领域作者:Sandy科技,很高兴回答:谷歌在量子计算机领域已取得重大突破,量子时代离我们还有多远?这个消息是在去年的9 月 20 日,据《财富》、《金融时报》等多家外媒报道,谷歌已经利用一台 53 量子比特的量子计算机实现了传统架构计算机无法完成的任务,即在世界第一超算需要计算 1 万年的实验中,谷歌的量子计算机只用了 3 分 20 秒。当地时间 10 月 23 日,谷歌在《自然》(Nature)上发布论文,再次向外界证明公司团队已经通过实验实现「量子优越性」
该量子系统只用了 200 秒完成一个计算,而同样的计算用当今最强大的超级计算机 Summit 执行,需要约 10000 年。几年前,我看量子计算机还是中国领先呢,什么量子计算机速度第一牛之类的;一转眼两年,又被谷歌在真正的量子计算理论体系里霸权了? 我就奇怪了,当时中国造出第一牛量子计算机后,就摆在屋里看吗?
纵观全世界的尖端科技,只有中美两国在主导引领,其他国家再等什么?核聚变,量子计算,人工智能,航天技术这些领域中美不管谁突破了,都将会在全球实现绝对的霸权,其他国家似乎在混吃等死一样。谷歌只是通过随机数生成器来证明量子计算机在某些领域超过了传统计算机而已。量子计算机在随机数生成方面有天生优势,他们没做出什么实质性突破。
对于这件事情,我觉得美国人的老伎俩,昨天说6G已经开始试用了,今天量子计算又里程碑突破。咱们国家科研可别被忽悠了,走稳自己的路,不要被别人牵着鼻子。***的美国人为了遏制中国无所不用!已经快黔驴技穷了,中国要有自信,要有定力!
您好!很高兴回答您的问题!我们都有探索科技前沿的兴趣和爱好。
美国东部时间下午6点,美国权威媒体独家报道,谷歌和IBM同时宣布,他们多年来一直秘密合作开发“四月一号”系统量子计算机,该计算机已于昨日测试并投入使用,预计将逐步向未来的外部世界。量子计算机的发展又向前推进了一大步。
但是,这个消息并不能说明量子时代即将来临。
2019年1月10日,IBM宣布推出世界上第一台商用的集成量子计算系统:IBM Q System One。这台20量子比特的系统集成在一个棱长为9英尺(约 2.74 米)的立方体玻璃盒中,作为一台能独立工作的一体机展出。当然,作为一台一体机,IBM Q System的体积也相当大了,但它包含了启动一个量子计算实验所需的所有东西,包括冷却量子计算硬件所需的所有设备。它能操纵20个量子比特,虽然量子比特的数量不及业界此前发布的一些设备,但它具有表现稳定、结构紧凑等特性,实用性大为增强。IBM称,这是一款可以“商用”的量子计算机。而事实上由于其庞大的体积,要正常商用完全不可能,仅仅属于实验室的一个装置。
“四月一号”系统量子计算机是谷歌和IBM联合研发的一个量子计算系统,其基本还建立在谷歌和IBM建立的“量子霸权”理论上的计算系统,还仅仅在实验室阶段,要正式商用距离还很遥远。
量子计算机的商用有哪些困难?
首先,商用化得量子计算机首先要有大量的保持量子特性的量子比特。这些量子比特在大量的实际运算中,很难保持其量子特性。量子计算机的优势只能在保持其量子特性的时候才能发挥其最高效能,可是,一个满足实际使用需求的计算机,与环境的作用将不可避免,系统的量子相干性很难保持,量子比特将遵循宏观领域的经典规律。对量子的编码可以解决这一问题,但它将使计算系统的规模变得更大。
建造一台量子计算机首先要解决的是核心硬件的问题。如何将更多的量子比特集成到处理器芯片并保持量子相干性的问题需要解决。
第二,理论和实际运用中大量的问题需要解决。特殊的量子算法、量子软件、量子互连技术,甚至其它一些尚未发明的技术都是量子计算机目前需要解决的问题、
那么量子计算机距离我们还有多远?