量子计算机比传统计算机更快地解决了数十年的老问题，快了三百万倍

量子计算公司D-Wave的科学家已经证明，使用一种称为量子退火的方法，他们可以模拟某些材料，其速度比相应的经典方法快三百万倍。

科学家与Google的研究人员一起开始在D-Wave的量子退火处理器之一中测量仿真速度，发现性能随着仿真尺寸和问题难度的增加而提高，达到了百万倍的加速超过了经典CPU可以实现的功能。

D-Wave和Google的团队处理的计算是一个现实问题；事实上，2016年诺贝尔物理学奖得主Vadim Berezinskii，J。Michael Kosterlitz和David Thouless已经解决了这一问题，他们研究了所谓的“外来磁性”的行为。在量子磁性系统中。

诺贝尔奖获得者使用先进的数学方法在1970年代描述了二维量子磁体的性质，该性质揭示了这种奇怪的-或“异国情调”。 –事情可以继续下去的状态。

D-Wave的最新研究表明，该公司的量子退火处理器可以提高计算性能，而不是证明当量子计算机运行无法用经典方法解决的计算时会发生的量子至上性。优势。

＆＃34;这项工作是迄今为止最清楚的证据，表明量子效应在D-Wave处理器中提供了计算优势，＆＃34; D-Wave性能研究总监Andrew King说。

D-Wave的处理器基于量子退火技术，该技术是一种量子计算技术，用于查找优化问题的解决方案。尽管有些人认为该技术可以解决的问题范围有限，但量子退火处理器比其基于门的同类产品更易于控制和操作，这就是D-Wave技术已经达到许多目的的原因量子位的数量比IBM或Google这样的大型公司制造的设备所能找到的数量更多。

为了模拟外来磁场，金和他的团队使用了D-Wave 2,000量子位系统（该系统最近进行了修改以减少噪声）来建模可编程量子磁系统，就像别列津斯基，科斯特利茨和托勒斯在1970年代所做的那样，观察了这种异常现象。物态。研究人员还为这种模拟编写了标准的经典算法，称为“路径积分蒙特卡罗”。 （PIMC），以将量子结果与CPU运行的计算结果进行比较。如数字所示，量子模拟在一定程度上优于传统方法。

＆＃34;从绝对意义上讲，我们看到了巨大的好处，＆＃34;金说。 ＆＃34;这种模拟是科学家已经使用我们所比较的算法解决的一个实际问题，这标志着重要的里程碑和未来发展的重要基础。如果没有D-Wave的低噪声处理器，今天将无法实现。

D-Wave的团队说，与性能里程碑同样重要的是，事实是量子退火处理器用于运行实际应用，而不是概念验证或工程化的合成问题，几乎没有现实世界的相关性。到现在为止，量子方法主要用于证明该技术具有解决实际问题的潜力，并且尚未在现实​​世界中做出明显的标记。

相反，D-Wave的最新实验解决了科学家对独立于量子计算感兴趣的一个有意义的问题。这一发现已经引起了全世界科学家的关注。

＆＃34;在计算中寻求量子优势变得越来越活跃，因为在真正进步方面存在一些特殊问题。这些问题甚至对物理学家来说似乎都是人为的。苏黎世联邦理工学院和洛桑联邦理工学院的物理学教授加布里埃尔·埃普普利（Gabriel Aeppli）说。

＆＃34;但在由D-Wave Systems，Google和西蒙·弗雷泽大学（Simon Fraser University）合作的这篇论文中，对于特殊的实践而言，与传统的模拟相比，使用专用处理器进行量子退火似乎具有优势。 ＃39;找到特定量子磁体的平衡状态的问题。

然而，D-Wave并未声称拥有量子优势，这是在量子处理器可以证明优于所有可能的经典竞争的情况下发生的。金强调，一旦已知模型的属性，仍然有可能设计出高度专业的算法来模拟模型。

实验的真正意义在于证明使用现有的量子方法已经可以解决潜在的材料科学问题，从而获得计算优势。

＆＃34;这些实验是该领域的一项重要进步，可以使D-Wave计算机的内部运行情况获得最佳外观，并显示出优于其主要经典竞争产品的扩展优势，＆＃34;金说。 ＆＃34;所有量子计算平台都必须在广泛采用的方式上通过这种检查点。

尽管由于该技术的较低噪声率，D-Wave的2,000量子位系统被用于研究，但该公司最近发布了5,000量子位的量子处理器，程序员已经可以使用它来构建量子应用程序。

通过优化车辆，从改善零售供应链的物流到模拟治疗药物的新蛋白质，通过繁忙的城市街道，D-Wave目前正在统计来自不同客户的250项早期量子退火应用。