來自《自然》雜誌
D-Wave 是一家銷售世界上唯一商用量子計算機的小公司,它剛剛贏得了一位令人印象深刻的新客戶:谷歌、NASA 和非營利組織大學空間研究協會之間的合作。
這三個組織已聯手在合作機構——位於加利福尼亞州莫菲特菲爾德 NASA 艾姆斯研究中心的量子人工智慧實驗室——設立的設施中安裝 D-Wave Two,這是該公司最新的計算機型號。該實驗室將探索機器學習等領域——使計算機能夠根據之前的經驗對資料進行分類和分析。這對於諸如語言翻譯、影像搜尋和語音命令識別等功能非常有用。“我們實際上認為量子機器學習可能會在已知的物理定律下提供最具創造性的問題解決過程,”谷歌在一篇描述這筆交易的博文中寫道。
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由谷歌主導的合作是 D-Wave 的第二位計算機購買客戶,D-Wave 總部位於加拿大伯納比。總部位於馬里蘭州貝塞斯達的航空航天巨頭洛克希德·馬丁公司是第一位客戶。洛克希德於 2011 年購買了一臺 D-Wave 量子計算機,並將其安裝在洛杉磯南加州大學 (USC) 的新量子計算中心。D-Wave 拒絕透露其計算機的價格。
南加州大學和艾姆斯中心的這兩個量子計算中心都預留了 20% 的計算機時間供外部研究人員訪問。“從我們收到的第三方請求來看,我認為應該有充足的需求——可能超出容納能力,”南加州大學中心主任丹尼爾·利達爾說。到目前為止,人們主要使用這些機器來探索量子計算的可能應用,並研究計算機的行為方式,而不是解決以前未解決的問題。
替代模型
D-Wave 計算機與眾不同,因為它使用量子位元 (qubit)——可以同時處於兩種狀態(開和關)的位元——來加速計算,並且它不按照正常的“門”計算模型執行,即使用邏輯閘來操縱這些位元。相反,它是一臺“絕熱”計算機,它讀取其量子位元的基態以找到解決方案。學術界一直青睞門模型,該模型背後有更完善的理論支援。但是,事實證明,絕熱模型更容易構建,這使得 D-Wave 能夠每年將其處理器尺寸擴大一倍。D-Wave Two 擁有 512 個量子位元。
絕熱計算機特別適合解決“最佳化問題”,在最佳化問題中,許多標準都在爭奪同時得到滿足。一個例子是嘗試找到蛋白質的最低能量摺疊,蛋白質的各種氨基酸彼此之間具有不同的吸引力或排斥力。D-Wave 計算機不是可以程式設計來解決任何型別問題的“通用”計算機。但是科學家們發現,他們可以有效地將機器學習研究中的問題框定為最佳化問題。
D-Wave 一直在努力證明其計算機確實在量子級別上執行,並且它比傳統計算機更好或更快。在達成最新交易之前,潛在客戶為量子計算機設定了一系列測試。D-Wave 聘請了一位演算法競賽方面的外部專家,他得出的結論是,D-Wave Two 的速度總體上高於平均水平,並且在處理量子計算機旨在解決的特定型別的問題時,它比領先的傳統計算機快 3,600 倍。
D-Wave 是否會製造出執行速度更快或更好的人工智慧系統還有待觀察。利達爾說,他已經看到了更快的求解器。“我們測試的每個問題仍然可以在經典計算機上更快地解決,”他說。