谷歌量子智能實驗室制造最新量子計算機：超低功耗

google的量子智能實驗室剛剛制造的最新的計算機可能是目前第一臺商業(yè)量子計算機了。而這臺新型的計算機能夠比傳統(tǒng)計算機更快的、使用相對更少的功耗來完成相同的計算任務(wù)。不過量子計算到底能節(jié)約多少功耗目前還是個迷。

現(xiàn)在，D-Wave的設(shè)備能夠在不增加功耗的情況下，增加計算的量子比特(quantum bits)。這是因為他們的D-Wave機的物理架構(gòu)中使用的鈮環(huán)超導(dǎo)工作溫度為15毫開(millikelvin )也就是攝氏-273度。所以目前D-Wave的主要功耗開支都放在了冷卻設(shè)備的運作上，只有將溫度降低到低于25毫開左右時，D-wave的大部分硬件才能開始進行工作。而量子處理器的功耗不值得一提，這與我們現(xiàn)在的巨型機相反，我們的大部分功耗用在冷卻上。

量子處理器的工作功耗還不足一微瓦，與冷卻設(shè)備的功耗相比簡直九牛一毛。D-Wave的商業(yè)發(fā)展和戰(zhàn)略合作主管 Colin Williams這樣描述到他們的系統(tǒng)。

而google實驗室安裝的最新的1 000-qubit級的D-wave 2x量子計算機的計算能力比上一代提升了約一倍，不過要計算整個系統(tǒng)的功耗還是要包括冷卻設(shè)備，不過整體的功耗可能在未來的若干代都不會有所提升，即便是計算量提升到幾千個量子比特。

因為即便是量子處理器的功耗繼續(xù)增加，對冷卻設(shè)備的的工作影響也不會太大，差不多目前的冷卻設(shè)備暫時無需更新了。

所以，即便D-wave的計算能力持續(xù)增加，總功耗在短期內(nèi)也不會有所改變了。不過總的來說，量子計算機的計算功率并不比目前的計算機好，在完成差不多計算量的任務(wù)時，大量的能耗被花在了冷卻設(shè)備上。

功耗增長為零，目前大概對市場話而言還是比較有吸引力的，不過在對設(shè)備的優(yōu)化和擴展性方面，他們的目標也不太明確。特別是加上要與傳統(tǒng)計算機競爭市場，爭取更多的訂單的話，量子計算機需要做哪些改進。

雖然在功耗方面，量子計算機能夠在未來一定時間范圍內(nèi)保持優(yōu)勢，但是一旦到達某個平衡點，他又會反過來制約量子計算的發(fā)展。

來自MIT的計算機理論學(xué)家Scott Aaronson認為功耗0增長并非D-wave的優(yōu)勢，一旦需要加速得到更快計算能力，我們可能需要使用更加耗電的的冷卻設(shè)備來降低量子處理器的溫度。

不過目前的D-wave架構(gòu)也只是量子計算機潛在可能的架構(gòu)之一，他們需要專門的設(shè)計去進行優(yōu)化計算過程，google目前既在研究如何優(yōu)化當前的D-wave，同時也在探索其他可行的量子計算機架構(gòu)。

而Troyer 預(yù)測量子計算機的量子處理功耗需求可能還是線性增長，僅與芯片數(shù)量有關(guān)。因為短期內(nèi)考慮通過進一步降低工作溫度，可能需要突破性的技術(shù)。

量子計算的優(yōu)勢可能需要工程師們將計算能力提高到百萬級的量子比特才回體現(xiàn)出來。而目前的D-wave可以簡單的通過增加量子處理器的數(shù)量(也就是多核架構(gòu))完成功能提升，不過大多數(shù)研究人員選擇去優(yōu)化只有幾個量子比特的量子計算機，因為這個計算級別的量子計算機就有大量子比特位的錯誤，量子計算機的挑戰(zhàn)還在于糾正運算位的錯誤。

如果，量子設(shè)備能夠真正的解決計算速度的問題，它終會飛入尋常百姓家。