美军如获至宝 这种科技让一切皆有可能

“美国军方将量子计算视为太空战争的关键武器”,这是美国太空网7月15日的一篇报道的标题。几周前,五角大楼高级官员已经开始与科学家一起讨论美国军方量子计算的未来。量子计算是什么?为什么美国对它严阵以待?

2018年6月27号,美国众议院科学、太空和技术委员会通过了“国家量子计划法案”,宣布将在2019年-2023年投资13亿美元,进行国家级的量子技术研究。

2017年11月10号,美国IMB公司宣布,已经成功研发20位量子比特的量子计算机。此外,IBM还成功开发出了世界上首台50位量子比特的原型机。

如果说在20世纪,超级大国掌握了核子技术,就能获得全球霸权。那么在21世纪,掌握了量子技术的大国,则被美国加州理工学院理论物理学家普雷斯基尔称为掌控了“量子霸权”。

1936年,“计算机科学之父”艾伦·图灵向伦敦权威的数学杂志投了一篇论文,题为《论数字计算在决断难题中的应用》,论文中提出了一种可以辅助数学研究的理想化计算模型,后来被称为图灵机。利用纯数字符号0和1排列组合,和实体世界之间建立了联系,后来这个概念被应用到计算机上,成为现代计算机的核心。

80多年过去,虽然计算机变得越来越小,越来越快,内存越来越大,但是基础核心一直保持不变。直到2010年,一家坐落于加拿大温哥华的公司D-Wave,推出了全球第一款商用量子计算机D-Wave One,为它赢得了“革命”的称呼。

传统计算机使用二进制数据的最小单位“比特”来处理信息。每个比特代表二进制的一个位数,可以代表0或者1。这些0和1就像开关一样,最终构成计算数据,来进行一个简单的运算。比如解开一个迷宫,传统计算机会一次一个地尝试每一个可能的路线,最终找到正确的那个。量子计算的方法则截然不同,量子计算机使用量子比特,利用量子物理中的“量子叠加”和“量子纠缠”两个原理进行运算。而量子比特与电子比特相比,具有模煳性。也就是物理学上常说的一个思想实验“薛定谔的猫”。

为了更好地理解量子计算机如何运作,让我们举一个生活中的例子。想象有一个图书馆,我们在图书馆里挑了一本书,在书的其中一页纸上打一个叉,然后把书合上。之后我们要求传统计算机找到书中这个叉。传统计算机会一页一页查看,很快就能找到画叉那页。但是如果计算机不知道这个叉在哪本书上,它必须查看每一本书的每一页纸,就会花费很长时间。如果它是在世界上所有几百万本书里找那页纸上的那一个叉,这会花费传统计算机几个世纪时间,几乎不可能实现。但是如果有量子计算机的话,就完全不一样了。因为它可以同时搜索所有书里的所有页,能在几秒的时间内找到这个叉。

传统计算机上的运行技术可以熟练地找到深埋在海量信息中的规律,但是量子计算机可以在没有足够信息或者解决方案过多,而无法找出规律的时候给出答案。

量子计算机与传统计算机在运行上的巨大差别,让它能够进行传统计算机做不到的运算,它甚至还能够解决一些现在最先进的超级计算机也不能解决的的复杂问题。

安德鲁·福尔斯曼和兰登·唐斯在6年前创建了1Qbit初创公司,召集全球“最强大脑”来建造量子软件。这一设想正在一步一步实现。福尔斯曼表示,量子计算机有可能在未来模拟人类世界。

在美国科幻剧《西部世界》中,通过复制和模拟人的思维,从而制造出仿生人来延续自身生命。更为精妙的是,这种模拟和复制并不是固定不变的,而是有可能随机发生轻微的瑕疵。而物种的起源和进化也是由于遗传过程中产生不可预测的“瑕疵”而发生的。这也是机器和人类的关键不同。

有了量子技术,一切皆有可能。

然而,量子效应的发生条件是非常严格的,需要用液氦将量子芯片冷却至接近绝对零度,也就是约等于零下273.15摄氏度的环境下才能稳定运行。

未来,量子计算技术带给人们的便利不仅仅体现在生活中,还会在军事上做出贡献。

加拿大超级隐形生物科技公司声称已经研发出一种“量子隐形衣”,就像哈利·波特穿的隐身斗篷一样,能使穿戴者瞬间“消失”在人们的视线中。这种伪装材料可以使光线弯曲,不仅能“骗”过肉眼,在军用夜视镜、红外线和热成像技术的探测下,也能成功隐身。加拿大超级隐形生物科技公司的伪装材料一经曝出,很快得到美国军方认可,并给予该公司大量资金支持用于后续研发。

目前,多国已经展开对量子计算技术的研究。

2016年8月16日,中国成功发射“墨子号”量子科学实验卫星。美国太空网报道称,该卫星采用量子保密通信技术,成为“无法被攻击”的卫星。

英国则正在计划一项耗资4亿美元、基于量子技术的传感和定时项目;欧盟的一个类似项目预计将在10年内投资10亿美元;加拿大、澳大利亚和以色列也有相当规模的计划。

20世纪90年代初,美国威奇塔州立大学物理学教授伊丽莎白·贝尔曼开始研究量子物理与人工智能的结合。但是当时大多数人对此表示质疑。如今,人工神经网络和机器学习已成为最具颠覆性的技术。它们不仅出现在人类不擅长的任务上,如数据挖掘等方面,也开始出现在人类擅长的任务上,比如面部识别等。这意味着人工智能的“拟人化”。如果量子计算得到运用,将彻底解决人工智能面临的各种问题,未来的量子战争将真正挑战人类的大脑。

新闻来源:中国央视网

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