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美国量子计算妖股又暴涨超50% 公司获NASA合同解决相位展开问题
财联社
4小时前
约6分钟
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谁能想到，上周面对谷歌Willow芯片没怎么表现的美股量子计算公司（Quantum Computing，股票代码QUBT），却在本周连续出现大涨。
截至发稿，量子计算公司日内涨幅一度超过50%，续刷历史新高，上一交易日公司收涨65%。
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（量子计算日线图，来源：TradingView）
作为引发周二上涨的缘由，量子计算公司发布公告称，拿到美国国家航空航天局（NASA）戈达德航天飞行中心的合同，将使用公司的熵量子计算机Dirac-3来解决“高级成像和数据处理需求”。
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具体来说，这个项目旨在利用Dirac-3解决相位展开问题，公司将帮助NASA以最佳方式重建图像，并从雷达生成的干涉数据中提取信息。期间量子计算公司将协助NASA在全尺度上展开干涉图，从而提升数据质量和准确性。
简单来说，NASA通过卫星会拍到大量模糊的照片——因为图像中的大量数据被折叠了，导致有些部分看起来是错位的。所以NASA找到量子计算公司帮忙把这些错位的部分“展开”，恢复出真实的地形或图像，这就是所谓的相位展开。
公司相信，这个项目将展示量子计算机处理“NP困难”问题方面上的优势，并使NASA能够对量子优化技术和经典计算机上的算法进行比较。片面地解释一下，“NP困难”问题指的是那些我们不知道如何在短时间内找到最优解，但一旦找到答案，验证起来会很容易的问题，通常需要巨大的计算量。
“NP困难”问题案例：背包问题：
假设你有一个承重10公斤的包，面前有一堆物品，每个物品都有自己的重量和价值。任务目标是选择一些物品放进背包，在总重量不超标的同时，使得物品的总价值尽量高。
在这个问题下，假设面前有100个物品，就会有2100种选择，需要把所有的方案全部检查一遍才能找到最优解！而在现实中，“物品”的数量可能会达到200、500、1000个，甚至更多！
注意！和Willow不是一个路线
相较于谷歌的Willow量子芯片现在连“计算正确”都无法保证，Dirac-3是已经商用的量子优化机器。公司提供云端访问，费用为每小时1000美元，也能直接花费30万美元购买一台。机器可以直接安装在标准机架上，在室温中运行，功耗不超过100W。
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（机器长这样，来源：公司官网）
从解决问题的原理来看，Dirac-3与Willow也是不同的路数。
Dirac-3基于量子光学和光子学技术，通过光波的并行性和干涉现象来寻找问题的最优解，本质上是一种量子优化器。相较于普通电脑只能逐条测试结果，Dirac-3能够一次性测试所有可能答案，然后“正确答案的光”会因为相长干涉变得更亮，从而让人一眼看出。
量子计算公司称，Dirac-3能够处理最多949个变量，适合解决需要大量搜索和计算的离散优化问题。
Willow则是基于超导量子比特的量子计算芯片，利用量子叠加和量子纠缠等量子力学原理进行计算，聚焦于量子计算的通用性。
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超越传统超算！我国超导量子计算机“祖冲之三号”惊艳亮相
央视新闻
记者12月17日从中国科学技术大学获悉，由中国科学家研制的105个量子比特的“祖冲之三号”量子计算机于2024年12月17日在arXiv线上发表。超过谷歌于2024年10月发表于《自然》期刊的最新进展——72比特“悬铃木”处理器6个数量级，为目前超导量子计算的最强优越性。
“祖冲之三号”超导量子计算芯片示意图
“量子计算优越性”是指量子计算机需要在特定的问题求解上，表现出超越经典计算机的能力，从而解决连超级计算机都无法在短时间内解决的计算任务。量子优越性是量子计算具备应用价值的前提条件，也是当前一个国家量子计算研究实力的直接体现。
2020年，中国科学技术大学构建的“九章”光量子计算原型机利用光子路线首次严格证明了量子计算优越性。之后在2021年，超导体系首个被严格证明的量子计算优越性在“祖冲之二号”处理器上实现。至此，中国成为目前世界上唯一在两种物理体系达到“量子计算优越性”里程碑的国家。达到“量子计算优越性”里程碑之后，当前量子计算研究的重点任务之一是突破量子纠错技术，为量子比特的大规模集成和操纵，进而构建容错通用量子计算机奠定基础。表面码是实现量子纠错大规模扩展最成熟的方案。2022年，中国科学家首先在“祖冲之二号”超导量子处理器上实现了码距为3的表面码量子纠错，首次验证了表面码方案的可行性。2023年，谷歌实现了码距为3和5的表面码逻辑比特，首次展示了错误率随着码距的增加而下降。2024年12月的最新工作中，谷歌利用“垂柳”处理器实现了码距为3、5和7的表面码逻辑比特，并更为显著地降低了逻辑比特的错误率，从原理上验证了表面码方案的扩展性，为集成和操纵大规模量子比特系统奠定了重要技术基础。中国科学技术大学超导量子团队正在基于“祖冲之三号”处理器开展相关工作，计划在数月内实现码距为7的表面码逻辑比特，并进一步将码距扩展到9和11，为实现大规模量子比特的集成和操纵铺平道路。“祖冲之三号”超导量子计算机在前代的基础上，进一步优化了设计与工艺，在比特数与性能上面都有了全方位的提升，各项性能指标与“垂柳”处理器旗鼓相当。
量子计算已成为全球主要国家之间开展综合国力竞争的关注焦点之一。近几年全球主要科技国家在量子计算领域的规划布局持续加强，已有30余个国家开展了以量子计算为重点的量子信息领域规划布局。
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