总部位于加利福尼亚州山景城的公司的研究人员认为,他们的设备可以在一秒内计算出超级计算机在一天内可处理的相同数据量。

Q快讯 | 量子角逐,来年初谷歌欲夺量子霸权“圣杯”,以色列官宣不示弱-量子客 2013年1月3日的这张照片显示了Google位于加利福尼亚州山景城的总部。(美联社照片/ Marcio Jose Sanchez,档案)

美国科技巨头谷歌的一组研究人员正在研究一种量子计算机,他们希望能在明年尽快显示,它可以在一秒内计算出超级计算机在一天内处理的数据量。

量子技术研究的先驱约翰·马丁尼斯(John Martinis)在2014年与他的团队一起加入谷歌领导他的量子硬件工作组时说:“芯片已经制造出来了,我们一直在对它进行测试,我们看到我们是否可以让它发挥作用。”这项研究于谷歌的目的是建立第一台有用的量子计算机。

“如果我们能够让这个设备工作起来,那么我们就可以证明量子计算机可以进行某种强大的计算,”他在接受特拉维夫谷歌研发中心的以色列时报采访时表示。

谷歌研究人员正致力于他们所谓的“量子霸权实验”,他们将根据超级计算机提供的结果测试他们的量子计算机的结果,看看新设备是否按预期工作。

Q快讯 | 量子角逐,来年初谷歌欲夺量子霸权“圣杯”,以色列官宣不示弱-量子客量子技术研究的先驱约翰·马丁尼斯(John Martinis)于2014年加入谷歌,与他的团队一起领导他们的量子硬件工作;  2018年12月10日(Shoshanna Solomon /以色列时报)

John Martinis说,他们希望进行的实验将在一个由50到70个量子比特组成的量子计算机上运行。实验的关键是看看在现有的这些速度下,计算机是否能够提供准确的结果。

他说,“我们不想谈论实验的日期”。“但我们正在努力工作,我们希望明年做一些事情,并希望是明年年初。我们现在正在努力解决这个问题,而且事情进展比较顺利。“

最后,他提到这个想法是开发一个100万量子比特的设备,但这“需要一些时间。”

马丁尼斯在以色列参加耶路撒冷希伯来大学关于量子技术未来及其商业应用的会议。会议旨在了解学术界的创新如何推动量子技术领域向前发展。

在20世纪初发现的量子物理学描述了微观粒子的特性。在科学界,量子物理研究被认为是纳米技术研究的革命性研究。美国,中国和欧洲国家正急于开发基于量子原理的技术,投入数十亿美元的研究工作,争夺新兴领域的领先地位。

量子物理学与常规物理学不同。这种令人兴奋的科学的关键原则之一是叠加原理(Superposition),它的表示形式与常规物品不同,常规物品可以在任何时间点只在一个位置,而叠加态是同时可以在这里和那里存在微小的粒子。

这种现象也称为粒子波粒二象性。

Q快讯 | 量子角逐,来年初谷歌欲夺量子霸权“圣杯”,以色列官宣不示弱-量子客默克研究员研究量子材料(PRNewsFoto / Merck KGaA)

Bar-Ilan大学量子技术中心的成员Emanuele Dalla Torre在5月的一次采访中说,主要的挑战是将学术界积累的理论和实验知识转化为有用的技术。

他说,量子物理学是“鼓舞人心的”,但研究人员并不真正知道他们对该领域的实际了解程度。他说,挑战在于“采取这种想法,制造出一种嗡嗡声的设备或技术”。

他解释说,有三种主要技术源于量子物理学。第一种是量子传感,用于使用量子粒子进行精确测量。当您需要非常精确的计时时,可以使用此应用程序。已经开发出量子精密器件,即原子钟,其使用电子跃迁频率作为保持时间的标准。以色列的Iron Dome防空系统使用原子钟作为其系统的一部分。

第二种技术是量子通信,用于传输文件和数据的通信。去年8月,在该领域投资数十亿美元的中国成为济南项目中第一个实施量子技术的国家,据说这是世界上第一个不可破解的计算机网络。

圣杯

第三种技术被认为是量子技术的“圣杯”:量子计算,其中计算单元将使用粒子来创建。

使用叠加原理,量子计算将允许计算机同时并行运行计算,从而加快计算过程。

如果确实可以构建高速量子计算机,它将能够分解大素数并以非常高的速度进行复杂的数学计算。这还将使这些计算机的用户能够破解RSA协议,该密钥系统广泛用于保护互联网上的数据传输,并访问该信息。

全世界的公司和政府都在向该领域投入资金,专注于量子计算,IBM,谷歌和微软都在建立研究该技术的中心。

Q快讯 | 量子角逐,来年初谷歌欲夺量子霸权“圣杯”,以色列官宣不示弱-量子客量子计算可以带来的革命的说明性形象(marinhristov; iStock by Getty Images)

“基本的想法是,使用量子计算机,你可能能够制造出比现在存在的任何经典超级计算机更强大的超级计算机,”马丁尼斯说。例如,比现在更先进的计算机水平上,量子计算将突破化学或人工智能领域中的计算和数据处理瓶颈。

他说,要将这项技术从学术界转移到工业界,两者之间应该有更多的合作。

“我对此的看法是,该领域的进展肯定理想和突出,以至于像谷歌这样的公司进入该领域。“当人们进行研究时,并不能保证它会起作用,但我们肯定有结果证明努力工作并花费时间和金钱来使其发挥作用。”

以色列在哪里适合这个?

在以色列,高等教育委员会规划和预算委员会去年表示将在其五年计划中投入数千万美元用于量子技术研究。

今年5月,总理本雅明·内塔尼亚胡宣布了一项旨在通过使用量子技术提高以色列情报收集能力的项目。

Bar-Ilan大学和耶路撒冷希伯来大学都希望成为量子科学领域的国家领导者。Bar -lan大学去年6月开设了量子技术研究和开发中心:量子纠缠科技(QUEST)中心。

“以色列的量子研究非常扎实,我们现在希望确保它能够转化为商业产品,同时让这个行业也参与其中,”希伯来大学量子研究负责人Nadav Katz教授说。耶路撒冷在接受采访时说。他说,以色列已经在量子传感领域创造了优势,例如创造了原子钟设备。

Q快讯 | 量子角逐,来年初谷歌欲夺量子霸权“圣杯”,以色列官宣不示弱-量子客耶路撒冷希伯来大学负责量子研究的Nadav Katz教授于2018年12月11日在耶路撒冷举行的量子技术未来发表演讲(Noam Moreno)

然而,鉴于美国和中国政府已投入巨额投资和资金,以色列创新局局长Aharon Aharon在最近的采访中质疑以色列在量子计算方面可能具有的相对优势。创新管理局将当地的技术系统和技术部门推广到新兴公司的补助和补贴计划。

“我们看到,在量子计算领域,全世界都在投资数百亿美元。以色列能赶上吗?答案显然不是。他说“以色列具有相对优势的领域主要是传感器领域”。

创新管理局成立了一个联盟,以促进量子传感器通用技术的发展,预算约为4,500万新谢克尔(约8000万人民币),并且还与规划部门合作建立了一个关于该主题的国家计划。高等教育委员会预算委员会和国防部武器和技术基础设施发展管理局。

希伯来大学的卡兹说:“即使以色列缺乏其他国家注入的巨额资金,主要是在量子计算和通信方面,它仍然可以有所作为。”

“我们拥有高质量人力资本的资产”他说。即使硅谷规模更大,资金更好,以色列也已成功转型为技术强国。在量子技术方面,这一原则应该仍然适用。

“我们在传感器方面已经有了优势,”他说。“但在量子计算和量子通信方面,我们能够而且应该有所作为。这就是我们举行这次会议的原因”

Aharon Aharon继续强调,大家所需要注意的是需要开始关注这一领域,以及加强研究人员与行业之间的合作以及增加该领域的资金。

以色列的风险投资基金也在关注。“我们对量子产生了浓厚的兴趣,并积极关注对量子积累不同部分的投资,”特拉维夫Aleph VC的合伙人Eden Shochat表示。

Q快讯 | 量子角逐,来年初谷歌欲夺量子霸权“圣杯”,以色列官宣不示弱-量子客Eden Shochat,Aleph风险投资基金

“以色列创业公司拥有全球创业公司在该领域所拥有的同样机会,”他说。

今天跨国公司和创业公司的大部分焦点都集中在量子比特上。“也就是说,量子计算机平台还有许多其他的组件,从以往经验来看,有利可图的组件,如控制,操作系统和组件互连,以色列公司在这些组件中表现出色。对于新一代创新公司而言,这可能是本地创业公司更好的关注领域。”

他说,以色列高科技领域的独特之处在于以色列强大的学术界,专注于应用技术的庞大军队预算以及充满活力的创业生态系统。他说:“关键在于推动这些领域之间的更多合作,类似于网络领域中自然存在的领域。”

量子技术的未来会议由耶路撒冷发展局(JDA),耶路撒冷和遗产部,Yissum,希伯来大学的技术产学公司和希伯来大学的量子科学信息中心赞助和组织。