计算机网络技术

2007年进程 D-Wave 量子计算机

在2007年，加拿大计算机公司D-Wave展示了全球首台量子计算机“Orion（猎户座）”，它利用了量子退火效应来实现量子计算。该公司此后在2011年推出具有128个量子位的D-Wave One型量子计算机并在2013年宣称NASA与谷歌公司共同预定了一台具有512个量子位的D-Wave Two量子计算机。

2011年进程

D-Wave One2011年5月，D-Wave自豪地宣布，全球首台真正的商用量子计算机D-Wave One终于诞生了！其采用了128-qubit（量子比特）的量子处理器，性能是原型机的四倍，理论运算速度远远超越现有所有的超级计算机。当然，由于其架构特别的关系，只能用于处理部分特定的任务，例如高智能AI运算等，通用性还有尚不及现有的传统电脑。同时，D-Wave One在散热方面亦有非常苛刻的要求，自启动起其必须全程采用液氦散热，以保证其在运行过程中足够“冷静”。

当然了，这样的产品自然不是一般老百姓可以消费的。据称，一台D-Wave One的售价高达1000万美元，而且这个价格还未确定是否包括其中的液氦散热系统。不过作为新技术的开端，这个价格也是必然的，我们相信随着科技的发展，量子计算机“走入寻常百姓家”不再是梦想。

2012年进程

制造量子计算机最流行的办法是电路模型或门级模型，其处理器架构跟传统计算机类似。但加拿大的D-Wave采用的却是一种相对较新的绝热量子计算机模型—量子退火法（quantum annealing）。这种架构允许其量子位从叠加态转化为传统计算机的状态。

D-Wave的处理器电路是由金属铌制成的，后者然后变成极低温的超导体，这样处理器的温度可以低至零下273.15°。D-Wave处理器被封装在一间屏蔽室内的柱状冷库里面，处理器外面还包裹了16层的屏蔽，可以阻止一切电磁干扰。而包含有量子位的处理器则是由耦合器连接的，外面是一圈可编程的磁存储器。

这家公司有可能接近释放计算潜能的边缘。量子计算机处理信息的方式跟传统计算机有着根本性的不同。每增加一个量子位（等同于传统芯片中的晶体管），D-Wave处理器的计算能力就会翻番。该公司预计到2012年底会推出512个量子位的量子计算机，该公司已经连续10年证明了自己可以让量子位的数量每年翻番。

“量子位数量每年翻番”的别称是罗斯定律，这是用定律的提出者D-Wave的创始人罗斯名字命名的定律。跟定义传统计算业增长速度的摩尔定律一样，罗斯定律意味着量子计算机的计算能力会有更加强悍的指数级增长。而这种增长速度对于人工智能、医疗、互联网搜索等领域的意义十分重大。

这是一条更加陡峭的增长曲线，一旦量子计算机的能力超越传统计算机，后者永远只能甚至无法望前者的项背。D-Wave的董事会成员Steve Jurvetson说，这在技术史上是前所未有的。

D-Wave拥有93项美国专利，另有107项在申请中。这些专利组合会令竞争对手设计类似机器的难度非常之高，按照罗斯的估计，大概要15年左右的时间。

亚马逊创始人贝佐斯和美国中情局旗下的投资机构In-Q-Tel已经为该公司投资了3000万美元。

2014年进程

2014年1月3日，美国国家安全局（NSA）正在研发一款用于破解加密技术的量子计算机，希望破解几乎所有类型的加密技术。

投入巨资 投入4.8亿进行“渗透硬目标”

爱德华·斯诺登根据爱德华·斯诺登提供的文件，国安局正斥资约7970万美元（约合4.8亿元人民币）进行一项代号为“渗透硬目标”的研究项目，其中一项就是在美国马里兰州科利奇帕克的一处秘密实验室研发量子计算机，破解加密技术。

文件显示，国安局的部分研究工作是在一种名为“法拉第笼子”的特殊房间里完成。“法拉第笼子”配备屏蔽装置，防止电磁能量进出，“确保脆弱的量子计算机实验顺利进行”。

美国情报机构的预算通常被称为“黑色预算”，其中列举了“渗透硬目标”项目的细节内容，同时指出当前项目“把扩展至更大范围的相关领域、并伴随后续努力”。此外，另一个代号为“掌控网络”的项目会以量子研究为基础，开发新手段攻击RSA公钥加密算法等加密工具。

潘建伟2013年6月8日，由中国科学技术大学潘建伟院士领衔的量子光学和量子信息团队首次成功实现了用量子计算机求解线性方程组的实验。

相关成果发表在2013年6月7日出版的《物理评论快报》上，审稿人评价“实验工作新颖而且重要”，认为“这个算法是量子信息技术最有前途的应用之一”。

据介绍，线性方程组广泛应用于几乎每一个科学和工程领域。日常的气象预报，就需要建立并求解包含百万变量的线性方程组，来实现对大气中温度、气压、湿度等物理参数的模拟和预测。而高准确度的气象预报则需要求解具有海量数据的方程组，假使求解一个亿亿亿级变量的方程组，即便是用现在世界上最快的超级计算机也至少需要几百年。

美国麻省理工学院教授塞斯·罗伊德等提出了用于求解线性方程组的量子算法，利用GHz时钟频率的量子计算机只需要10秒钟。

该研究团队发展了世界领先的多光子纠缠操控技术。实验的成功标志着我国在光学量子计算领域保持着国际领先地位。