中國浙江大學的研究人員已經開發出全球首個超快速量子隨機存取記憶體(QRAM),這一突破解決了在現實環境中部署量子電腦的一大障礙。該晶片將使量子電腦能夠處理以經典二進制格式儲存的數據,並解決當前困擾世界的重大問題。量子計算被視為計算的下一個前沿,利用物質的量子狀態以極快的速度執行複雜計算。量子電腦使用量子位(qubit)來存儲 0 和 1 的值以及介於兩者之間的值,而非僅僅將信息儲存為 0 或 1 的二進制位。
這使得量子電腦能以指數級速度處理信息,甚至當前世界上最快的超級計算機在計算能力上也遠不及擁有幾百個量子位的量子電腦。
然而,在現實中部署量子電腦存在一個主要瓶頸,即數據以二進制位形式存在。雖然各大學和科技巨頭成功展示了量子計算的能力,並持續進行此類實驗,但這些實驗都是在隔離環境中進行的,並需要必要的支持儀器。數據需要準備載入到量子位上,計算完成後,則由專門優化的設備進行讀取。然而,過去幾十年累積的現實世界數據以二進制形式儲存,因此量子電腦需要一個能將經典二進制數據轉換為量子兼容格式的介面,以便載入到量子位上。
儘管計算本身極快,但將經典數據轉換為量子就緒格式的過程卻是公司在尋求在現實世界部署量子電腦時面臨的主要瓶頸。QRAM 正是解決此問題的角色,儘管理論上多次討論,但實際演示仍然有限。
浙江大學成功開發超快速 QRAM 以促進量子計算
浙江大學的研究團隊現在已經開發出全球首個超快速 QRAM,能夠促進這一數據轉換。根據研究人員發表的論文,他們確認已在超導量子處理器中實現了 QRAM 架構。QRAM 的設計旨在允許處理器以疊加狀態訪問和檢索數據。研究人員成功運行了一個原型,該原型中 QRAM 與超導量子晶片共享 4 位和 8 位數據,這顯示出 QRAM 能夠同時處理多個數據輸入,解決了在現實世界中部署量子電腦的一個主要瓶頸。
例如,如果 QRAM 用於藥物發現任務,它將有助於從化學數據庫中提取分子拓撲特徵,並為量子電腦提供數百萬條疊加狀態的條目進行處理。
由於模擬考慮了分子的所有可能組合,然後計算出解決方案,因此極有可能得出正確結果。同時,這一計算將比當前超級計算機在藥物發現方面的速度快得多。在應用人工智能時,QRAM 也能幫助解決自然語言處理和影像識別中的大數據挑戰。經典超級計算機甚至無法接近量子電腦的能力。隨著首個超快速 QRAM 的部署,量子電腦開始使用經典數據的時間已指日可待。
項目 規格 QRAM 架構 超導量子處理器 數據共享位數 4 位和 8 位

