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数字退火计算机惊艳问世 半导体量子芯片前途无量

发布时间:2019-06-12 09:05 来源:未知 编辑:admin

  近日,富士通成功研发出了“数字退火”(Digital Annealer)计算机,是目前唯一解决了“组合优化问题”的实用化计算机。这台计算机运算速度惊人,日本目前最快的超级计算机“京”需要8亿年时间才能完成的运算,“数字退火”计算只需一秒即可完成。

  单看“数字退火”这个名字,估计一般人难以理解。“退火”一词,其实是指借鉴传统固体退火物理原理设计的算法(具体原理咱就不展开了)。数字退火是一种介于目前超级计算机和未来量子计算机之间的全新构架计算模式。

  传统计算机中的1个位的数值不是0(没有)就是1(有)两种,但在量子计算机中的1个位可以储存更大的数值(例如可以到65535),这让量子计算机只要调用几个位进行一次计算,就可以实现上亿倍的算力提升。加拿大公司D-Wave在2011年推出了号称是“世界上首台商用量子计算机“的D-Wave One,执行的则是“量子退火计算”。不过这台计算机在吭哧吭哧工作时,还得全程由液氮保护运行在 0.02 K,也就是 -273.13 ℃ 下。量子计算机的普及还是个让人头疼的问题。

  富士通的方案则是COMS“数字退火”,基于传统的半导体技术,系统可在室温下工作,并可安装在足够小的电路板上,以便插入数据中心的机架中。

  2015年起,富士通与加拿大多伦多大学合作开发“数字退火”。2018年富士通曾透露已经在研发“数字退火”芯片,且2019年会推出“数字退火”芯片的专用计算机系统,提供到100万位的大规模平行处理能力, 也就是可以快速算出一个多达100万个变量多项式方程序的最佳解。此前富士通已经开通了数字退火的云服务,在医药、金融、物流领域都有了应用,例如找出化学分子结构的最佳组合、大量投资标的的投资策略优化、工厂少量多样生产物料补给路径优化等问题。预计这些服务2022年之前将给富士通带来9亿美元的收入。

  评论指出,富士通“数字退火”芯片的重要意义在于其成功的实现了半导体量子计算的商业化,打开了一扇新的大门。除了富士通的“数字退火“,全球还有其他若干半导体量子计算项目,例如由英特尔推出,基于硅半导体工艺的硅自旋量子比特技术、以及由我国中科院量子信息重点实验室所提出的,基于量子点技术的三量子点半导体比特。随着这些项目的推进,面向量子计算的芯片将有望迎来一片蓝海。

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