量子计算开启云计算通往新世界的大门

随着数据的海量增长,机器处理数据所需的时间也越来越多。增强现实、虚拟现实、人工智能、机器人、实时分析和机器学习算法都需要云计算提供无限快速且无限计算能力和无穷大的存储空间。有趣的是,这些都是在摩尔定律显示的发展速度放缓之后发生的,摩尔定律在几十年来几乎每个工程和技术的重大进步中发挥了作用。

到2025年,云中对传统计算功能的需求将会非常大,以至于云计算无法满足这些计算需求。量子计算的到来有望彻底改变云计算,量子计算提供的是大规模并行处理,原子级存储和试用物理定律而不是外部加密的安全性。云很快会被量子计算驱动,软件将会以全新的方式被写入。

虽然量子计算的概念已经提出了50多年,但是真正取得进步却是在最近5年以内,2017年可以说是量子计算的一年。

IBM、微软、谷歌、Intel、D-Wave今年取得了巨大的进步,量子计算正在进一步推动计算机性能的发展。

什么是量子计算

量子计算就是利亚原子例子的量子态来执行记忆和处理任务,经典的计算机交换晶体管将信息编码为表示“0”或“1”的单位。相比之下,量子计算机本身使用原子(如电子、质子和光子)的基本构建模块,这些亚原子例子是自旋的。

根据量子物理的定律,粒子是否有上升或下降可能并不清楚。这些亚原子粒子同时拥有所有这些性质。 这被称为叠加。 一个量子位(一个与经典位不同的称为量子位的新术语)可同时存在为零或一个。叠加允许量子比赛一次执行多个计算,而不像传统机器那样按顺序进行。两个量子位可以同时存在四个可能的两位数(00,01,10和11)。这些叠加使得量子能够一次执行多个计算,而不像传统机器那样按顺序进行。

量子计算给用户带来的是大规模并行处理,可以类比为Grover搜索算法。想象一个奖品藏在四扇门后面的游戏,你必须在尽可能少的开门的情况下找到奖品。传统的电脑平均需要做两次以上的操作才能找到奖品,因为它必须连续打开每扇门。然而,量子计算可以一次找到奖品,因为它可以一次打开所有的门。这种计算的数量是每个额外量子的两倍,因此计算速度呈指数级加倍。由500个量子组成的量子计算机可以进行2 ^ 500个计算。

量子计算必须知道的五大问题

1、我们将以不同的方式编写程序,新的编程范例和语言,新的算法以及编写逻辑的新方法

2、量子计算比传统计算快数千倍,谷歌宣布有一台量子计算机,比任何传统的实验室计算机都要快一亿倍。

3、量子计算革新了我们接近机器学习和人工智能的方式,将显著加速机器学习。由于使用量子遂穿,量子计算机将减少100到1000倍的功耗。

4、量子计算将破坏今天的互联网安全,它可以在几天之内破解今天的一些加密技术,如RSA何ECC。在这方面,量子计算就像是发现锁定在原子中的巨大能量的应用。核裂变发生在1938年,是二战开始前的九个月,它改变了世界。量子计算可能是一个原子弹的IT等价物。现在,我们正在与时间赛跑,准备现代密码技术才能被打破。新的安全方法,使我们能够使用物理定律而不是使用外部加密方法来保护数据。

5、量子计算不能适用于所有问题。在一些传统的任务中,川通服计算机仍然比量子计算机更实用。而量子计算解决的是新兴的业务问题,如自动驾驶汽车的协同、财务建模、天气预报和粒子物理等领域。

量子计算革新了处理计算机科学和逻辑的方式,很多算法将需要重新设计并重新编写使用量子计算的范例。

原文发布于微信公众号 - SDNLAB(SDNLAB)

原文发表时间:2018-01-02

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