量子計算機剛在《科學》上吹完“經(jīng)典計算機根本搞不定”的牛,結(jié)果幾個月后,一臺普通筆記本電腦直接把它的“勝利”按在地上摩擦,同樣的精度,同樣發(fā)《科學》!這不是科幻小說里的反轉(zhuǎn),而是真實發(fā)生的學術(shù)“打臉名場面”。
要理解這場“打臉”有多狠,得先搞懂量子計算的“厲害之處”。普通計算機的比特非0即1,像開關(guān)一樣;但量子比特能同時處于0和1的疊加態(tài),就像拋硬幣時既是正面又是反面,這是量子計算的“超能力”,也是經(jīng)典計算機模擬它的“死穴”。
當幾百個量子比特糾纏在一起,描述它們狀態(tài)的波函數(shù)會指數(shù)級膨脹。打個比方:100個量子比特的系統(tǒng),波函數(shù)需要的存儲空間,比整個宇宙的原子數(shù)量還多!經(jīng)典計算機根本存不下,更別說計算了。這也是量子團隊敢宣稱“經(jīng)典做不到”的底氣,直到筆記本電腦的出現(xiàn)。
張量網(wǎng)絡(luò)不是新東西,但這次的突破在于:團隊把三維張量網(wǎng)絡(luò)用到了三維量子動力學上,這之前被認為“幾乎不可能”。更絕的是,他們用的是自主開發(fā)的開源軟件ITensor,廷德爾甚至用普通筆記本完成了初始計算!
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還不夠,團隊又加了個“老算法”,置信傳播。這個80年代的信息論工具,被他們用來處理三維問題,比傳統(tǒng)方法“粗糙但便宜”,連那些傳統(tǒng)方法“碰都不敢碰”的問題,它都能直接上手。最后結(jié)果:中等配置的經(jīng)典硬件,和量子計算機的模擬精度一模一樣,還收斂到了理論預(yù)測的解。
很多人看完會說“經(jīng)典計算機完爆量子”,但這完全是誤解。廷德爾和團隊明確說:兩者是互相啟發(fā)的,經(jīng)典模擬能給量子計算做基準,量子的進展也能推動經(jīng)典算法突破邊界。
這場“打臉”真正的意義,是給“量子霸權(quán)”敲了個警鐘。所謂量子霸權(quán),是指量子計算機能完成經(jīng)典計算機極限之外的任務(wù)。但如果“經(jīng)典做不到”的判斷,只是因為沒找到更聰明的算法,那這種霸權(quán)宣稱就得重新掂量了。
廷德爾的話很實在:“在說經(jīng)典到極限之前,先問問自己,你試過這個嗎?試過那個嗎?”這才是研究最樸素的注腳。
現(xiàn)在團隊已經(jīng)把目標瞄準了更難的問題:模擬量子材料里電子的移動,這直接關(guān)系到超導(dǎo)體的性質(zhì)預(yù)測。斯圖登邁爾說:“這些問題數(shù)量級上難多了,但這是我們要跨的下一道門檻。”
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經(jīng)典和量子的較量,遠沒到終局。量子計算機有它的天然優(yōu)勢,經(jīng)典計算機也能靠算法不斷突破邊界。這場科技圈的“攻防戰(zhàn)”,只會讓兩者都變得更強。
你覺得未來是量子計算機一統(tǒng)天下,還是經(jīng)典計算機靠算法繼續(xù)逆襲?評論區(qū)聊聊你的看法!覺得這篇把量子和經(jīng)典的較量講透了,就分享給朋友,一起看看科技圈的“反轉(zhuǎn)名場面”吧!
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