五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】熊话中西医之一——人工智能与指数爆炸 -- 花大熊

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    • 家园 你说的只是经典计算机的计算极限

      如果有一天量子计算机真的开始出现了,那么按照同你一样的极限估计,即假定地球上的所有原子(或者技术更到推往极限,比如中子或者质子)的总数是N,假定每个原子只荷载两个量子位(实际可以无穷多量子位),那么量子计算机的并行计算的极限速度是2的N次方,而事实当我们对每一个原子的无穷多的量子位做为操作对象的话,理论的计算的极限速度则是无穷的N次方,自然比你想像的要深奥的多!

      不过我对量子计算机在五十年内能否达到同时操纵64个原子比较悲观,注意这时只需要用64个原子(假定每个原子荷载两个量子位)就可以达到2^64约等于10^18的计算速度,假定每一次的量子操作是一秒----在微观层面这一秒实在是太漫长了,实际其实是瞬间完成的;一个麻烦是维持几十个原子相干性;另外一个麻烦是,要从2^64维的这样的一个态空间里读出有价值的信息,即要有好的量子算法来实现我们的计算目标,目前只有两个量子算法,一个是量子搜索,一个量子大数分解,举一个例子,比如当前最强壮的一台计算机得耗时三年才能完成的计算,一台几十个原子组成的量子计算机只是几秒钟的功夫。

      PS1:目前大概在实验室能达到的最高量子位的一台量子计算机是在NIST,具体多少位我忘了(两年前一门课时任课老师介绍的),印象中大概是同时操纵二十几个quantum dots来实现量子计算,就像最原始的计算机一样,这台量子计算机也显有些“笨重”。

      PS2:你所看到的计算速度边界是经典计算机的计算边界,量子计算的速度边界在理论上是无穷大的(不需要无穷多的原子),人类在我们可以看到的未来仍然存在非常大的发展空间,因为量子力学应用于人们的普通生活只不过是刚刚开始而已。

      • 家园 说不定是先有算法,再有特定的适应该算法的量子计算

        机.如果是这样的话,对大规模复杂系统恐怕得先构造一个可量子实现的算法,这种算法找不到的化,量子计算机的优势也就发挥的不够充分.

        即使是现在的并行,效果好坏也与算法密不可分.

        • 家园 是的

          不过,相对来说我还是乐观的,等有稳定而成熟的量子计算机(能快速“纯化”五六十个原子,能保持足够长的相干时间,比如能达到几秒种时间)也成型后,我想可能会刺激人们去想更多的量子算法。

          如果能同时让上百个原子保持足够好的相干时间,呵呵,那么人类在目前碰到的许多经典上的问题可能都能迎刃而解,比如天气预测等。

          • 是的
            家园 那纯化的五六十个原子

            之间是不是会有相互作用呢?

            是不是这相互作用导致达不到期望的运算效果呢?

            • 家园 不是

              是退相干。量子计算需要的是一个纯态系综,而退相干会让一个纯态系综迅速变成混态系综。其中比较关键的因素就是温度,温度会让这几十个原子间的相干性散失。

      • 家园 还有一个

        那么密码学是不是就是彻底退出我们的生活呢?很多密码都是基于计算的复杂度的。

        • 家园 可以量子加密

          量子加密在理论是不可完全破解的,这样的不可完全破解是由自然规律(假定微观世界确实是遵守量子力学的基本规律)保证的。这里有两层:一层是,一个人如果试图在中间某处窃听,则通信双方马上就会知道被窃听了;另一层是,窃听的人不可能一模一样的拷贝通信中信息,而他所得到的部分信息将是没有价值的,除非这个窃听的人得到了通信双方的“测量”协议,即便如此,这其实已经不能叫窃听了,呵呵,即便如此,被窃听的双方也会知道信息在传递过程被窃了,而可以及时的再次修改“测量”协议,从而使得窃听者在事实上得不到任何有价值的东西并且暴露了窃听者。

          美国五角大楼到白宫在五年前有一条这样的量子通道,中国在三年前也有了几条类似的量子通道,更多的,嘿嘿,我就不能说啦。

        • 家园 现行的不少算法恐怕要崩溃吧,不过如果量子计算机某一天

          取代了现在的计算机,相信到时候还会出现针对量子计算机的加密算法.毕竟比2^N规模大的多的东西从数学的角度来说不算什么...

      • 家园 俺对量子计算机比较悲观

        或许未来限制它计算能力的是冷却剂吧,呵呵

        如果量子计算机成功了,计算量子化学应该就不是问题,整个化学世界都会被改写的。世界 就不一样了。

        量子计算机怎么克服测不准原理啊?很好奇

        • 家园 量子计算机没有克服测不准原理

          这就是我前面所说的,一次量子计算可以包含一切可能的结果,可是我们要从这一切可能中读出我们需要的那一部分,这是(很)有难度的。经典的考虑,这一切的可能的结果可以理解为是一切可能的位形,我们需要的是我们想要的那部分位形。

          现在科研上很忙,没有时间就这科普一下。

    • 家园 沙花

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