量子處理器
Amherst College的計算機科學家進行了一次量子計算機，與普通電腦之間的較量。讓人欣慰的是，量子計算機勝出了。不過別高興太早，勝利並不是那麼樂觀。
實驗室用的量子計算機名爲D-Wave Two，包裹裏439個量子位。第一代D-Wave誕生於2011年，總價值一千萬美金，含有128個量子位。許多物理學家和計算機科學家都不承認這是真的量子計算機。直到去年，同業研究探索了D-Wave的內部運行機制，爲其正名後，批評與猜疑才如潮水般退去。
新的研究，證明了D-Wave Two的量子屬性，與此同時，它聽起來並沒有那麼神奇。我們老以爲量子計算機一出來就要改變世界，可是技術尚不能滿足各位的預想。D-Wave使用量子退火法解決優化問題，不過僅僅是優化問題。一臺真正的量子計算機，必須使用量子糾纏。
冷卻器與芯片
煎蛋不時會出現有關量子科學的文章，相信老的蛋友對此話題已經很熟悉。現在的技術不允許我們管理兩個以上糾纏的量子位。但是量子退火法可以通過低質量的量子位展現。這也是D-Wave能夠管理439個量子位的技術關鍵，不過D-Wave的芯片仍然需要被冷卻到解決絕對零度的溫度(0.02K, -273.13C)，即便在這樣的條件下，量子位(循環的鈮)依然是變幻無常的，每一個計算都需要進行上千次，確保其精確性。就算折騰了很多，最後結果也不一定就是最優的那個。
用來實驗的兩臺電腦，一臺是D-Wave量子計算機，另一臺是搭載Intel Xeon E5-2690 CPU的普通電腦(運行Ubuntu Linux 12.04)。PK包含了三個NP困難測試，其中的一項就是旅行推銷員問題，計算過程非常艱難，理論上量子計算機應該擅長此項活動。
結果表明，D-Wave的硬件異常強大，比普通的軟件計算速度快4000倍，如果加上最新的芯片，計算速度會快上大約1000-倍。不過比較一下價格，就知道爲什麼原文會有這樣一個標題。量子計算機的價格是競爭對手(那臺小服務器)的6666倍。如果花上同樣的價錢組裝一臺超級電腦，它也能夠達到D-Wave的水準。不過說真的，量子計算機還是前途無限的。[燃燒的冰棒 via Extremetech]
# rico 同學的譯稿：
阿莫斯特學院的一位計算機科學家進行了一次量子計算機與普通電腦的速度對決，這在世界上還是首次。量子電腦贏了，開心吧？但它只贏了一點點，而且普通電腦要比它便宜6000倍。
參與測試的量子計算機名爲D波2號(D-Wave Two)，它內含439量子比特。D波公司在2011年推出了第一款民用量子計算機——D波1號，它含有128量子比特，價值一千萬美金。D波公司遭到了很多量子科學家和計算機科學家如潮水般的抨擊，科學家們認爲D波計算機的量子比特並不是真正的量子。在過去的一年裏，專家們對D波1號的內部運行機制進行了研究，批評聲這才慢慢消退。
阿莫斯特學院的Catherine McGeoch的新研究一定程度上證明了D波2號確實運用了量子技術。但與此同時，她的研究表明D波2號並沒法像大家預期那樣，以一臺多功能量子計算機的姿態顛覆科學界。D波公司的量子計算機採用了量子退火反演技術(一種量子隔熱算法)來解決優化問題——說實話，它也只能解決優化問題。而要想成爲一臺真正的量子計算機，它必須使用量子糾纏技術才行。
你可能也知道，量子糾纏技術對條件要求之苛刻簡直令人髮指。目前我們的技術水平只夠讓一兩個量子比特相互糾纏幾微秒。而量子退火技術只要用質量更差、噪聲更多的量子比特就能實現了。D波公司正是利用了這一點，才成功在一間普通辦公室(非實驗室環境）搭建了一個由439量子比特組成的系統。不過，D波公司的量子比特芯片需要在接近絕對零度(-273.13攝氏度)的環境下運行。而且這些量子比特(由鈮環組成)們由於受到外界電磁輻射干擾，它們的狀態很不穩定，每次運算必須得重複驗算1000次來保證結果的準確。即便如此，這樣得到的演算結果仍然不一定是最優的(雖然一般都是)。
在量子vs普通計算機競速大賽上，科學家把三個NP(非確定性多項式)難題分發給了多個系統：純硬件，硬軟件混合體，以及純軟件。純硬件是D波2號計算機，它具有一個Vesuvius 5芯片(439量子比特)；硬軟件混合體是Blackbox系統，它採用Vesuvius 5芯片和軟件的混合體進行運算。軟件則是在一臺因特爾Xeon E5-2690 CPU電腦(操作系統是Ubuntu Linux 12.04)上運行的三個計算軟件 ——CPLEX, METSlib Tabu和Akmaxsat。
NP優化難題的經典例子就是旅行推銷員問題：假設一個推銷員需要從香港出發，經過廣州，北京，上海，…，等 n 個城市， 最後返回香港。 任意兩個城市之間都有飛機直達，但票價不等。假設公司只給報銷 C 元錢，問是否存在一個行程安排，使得他能遍歷所有城市，而且總的路費小於 C？電腦必須在這些城市路線之間找到花費最小的路線。這種計算對電腦來說通常很困難，但從理論上說，量子計算機應該能更快地解決此類問題。
結果表明，當我們讓純硬件解決NP難題時，D波系統大概比普通電腦快了4000倍。在硬軟件結合的情況下，Blackbox系統會把問題化整爲零，讓Vesuvius芯片能夠理解。它的計算速度與普通的計算軟件相比，只能持平或略好。科學家也對D波公司最新的芯片Vesuvius 6進行了簡單測試，發現它會比軟件快大概10000倍。
這樣的結果帶來了更多的新疑問。我們仍然不確定D波芯片的工作原理，不知道我們是否已經讓它物盡其用。我們也不知道，和模擬量子退貨計算的軟件比起來，D波芯片是不是真有優勢——或許軟件和硬件的速度其實差不多。最後，我們必須牢記，這些軟件運行的電腦價值1500美元，而D波2號大概值一千萬美元，比普通電腦貴了6666倍。有一千萬美元的話，你不如去組裝一臺超級電腦，它不僅能比D波2號算得更快，而且還能運行普通軟件呢