國這種新式計算機一經出世,就在計算一種極難問題的速度上,領先了當前人類最強大的超級計算機100萬億倍。換句話說,超級計算機花6億年才能完成的工作,它只需要200秒。而它的出現也成功讓我國躋身進了量子霸權的領域,今天就跟大家聊聊我國的“九章”量子計算機,它的出現對于我國來說又有什么意義呢?
既然說到了計算機,就不得不說人類計算的發展歷史。我們都知道當今世界幾乎由電腦和網絡主宰,而人類發明的電腦其本質就是為了計算。因為在科學家看來,宇宙中的所有問題背后的原理其實都是一條條算式,若是摸清規律,任何問題都可以得到解決。
目前世界公認的人類最早的計算機其實就是我國算盤,這是一種純機械式的計算機。作為最原始的計算機,它并不能自主運算,更多依賴的其實是人工手動。正因如此,它的計算效率并不高,能夠快速解決的無非是一些簡單的加減乘除等運算。
可隨著時代發展,人類社會的效率越來越高,需要處理的信息量也越來越大。這時候傳統的機械式計算機就無法滿足人們的要求了,必須有一種運算速度更快的機器才行。在這樣的情況下,利用電能的計算機就此誕生。我們現在常用的無論是電腦還是手機,亦或是各種類型的電子產品,其計算的本質其實都是一樣的。
不過雖然芯片的計算能力很強,但它依然存在無法解決的問題。比如目前人類最強大的電子計算機“富岳”,在處理一些極難問題的時候他依然得用上千年甚至上萬年的時間來完成計算,而這樣的運算速度對于人類顯然是沒有意義的。
所以在進入20世紀后,量子力學這種全新理論的出現,讓整個世界仿佛進入了一個新的時代,更是對我們傳統的世界觀提出了挑戰。量子力學中最著名的假說就是薛定諤的貓了。簡單來說,這是一只能夠以任何方式存在的貓,只有當你看到它的時候,它是死是活,是站是臥才能被確定。也就是說在量子領域,一切物質存在的狀態都是疊加的,都有著無限的可能性。
正是由于這個原理,量子計算機出現了。可以這么理解,我國九章的出現,就是打破人類傳統認知的一塊敲門磚。
我國九章計算機光是輸出態空間就達到了10的30次方,我們可以將輸出態空間理解為它計算問題的結果。而目前人類為記錄這些結果,用光世界上所有的光盤、硬盤恐怕都不夠,由此可見它的計算力有多么強大。
也正因為九章計算機的種種性能指標猶如天文數字一般,超過人們的想象力太多。因此當我國科學家將它能做到的事情公布后,許多人第一時間的反應不是激動,而是認為我們在吹牛。
其實在更早一些時間,美國的谷歌公司就研發出了一款量子計算機,而谷歌也就此提出了“量子霸權”的說法。這里要解釋一下,量子霸權也被翻譯為量子優越性。與我們通常理解的國與國之間的關系不同,量子霸權的意思是“如果量子計算機對某種問題的計算能力超過最強的傳統計算機,那么就能證明量子計算在未來對傳統計算機有著碾壓般的優勢”,換句話來說,量子霸權指的就是兩種計算機之間的關系。
我國的九章計算機,是專門針對解決“高斯波色采樣”問題的計算機。這個問題簡單來說就是,面對一個高爾頓版,將許多小球從最上方扔下,掉落的每一顆小球都有可能向左也有可能向右,而到了下一層又會有著同樣的選擇,所以當許多小球都遵循這種隨機掉落的模式時,要想統計它們的規律計算量無疑是非常大的。
目前人類算力最強的“富岳”超級計算機,在擁有5000萬個樣本的情況下,計算這個問題足足需要6億年,換句話來說,可能人類早都滅亡了,它還沒有算出結果。而我國的九章在同等條件下計算這個問題只需200秒,這對于傳統計算機來說就是不折不扣地降維打擊。
我們再來做一個橫向對比,此前美國的懸鈴木也是一種量子計算機,可在同等條件下計算高斯波色采樣問題,九章也要比它快100億倍。可以說,我國的這款量子計算機在這種問題的計算上不光達到了量子霸權,更是在算力上遠超過美國。
那么既然量子計算機擁有如此強的能力,是否意味著它已經能進入民用或軍用,徹底讓我們進入新時代呢?其實這個問題目前的答案是不能。因為不管是我國的九章還是美國的懸鈴木,都是“單一”用途的原型機,也就是說它們只能針對一種問題做高速運算。
這是因為量子計算機是基于量子疊加狀態這種神奇的效應實現的,如果用科幻片中常用的設定打比方:那就是我們一旦輸入問題,立刻就有無限個空間的計算機同時進行計算結果,這樣的話每個計算機分到的任務就會很少,因此效率很高。而我們只需要將這些空間內的計算結果加以收集和記錄,問題就迎刃而解了。
但問題是,量子的疊加狀態是非常不穩定的,一旦人類操作不當,這些數據就會丟失。從這點上看,傳統計算機比起量子計算機還是有著無與倫比的穩定性。不過科技永遠是向前發展的,而我國的九章只是一種原型機,也就是說這種技術目前全人類都在試驗階段,一旦能解決其不穩定的問題,人類的科學必定會上升到新的高度。
比如我國目前在可控核聚變領域雖然取得了世界前所未有的突破,托卡馬克反應堆的首次放電也讓其他國家為之一震。因為一旦人類能掌握可控核聚變問題,那么所有能源都將用之不竭。不過,我國現在面對的無法長時間控制核聚變的問題主要就卡在材料上,而量子計算機若是能針對特定材料進行模擬計算,技術已經達標的我們很快就能將可控核聚變技術應用在生活中。
不光如此,包括人工智能、軍工科學等眾多領域,一旦有了量子計算機的加盟,算力大幅提高的我國必將實現越來越多的突破。所以量子計算機并不是一些人口中的忽悠工程,而是各大國都在爭先恐后競賽的新興領域。
而現在的世界上只有我國和美國有能力研發量子計算機,也就是說,我們目前的競爭者只有美國。誰能在這個領域率先取得技術上的領先,就能將量子霸權變為實打實的技術壟斷。
但就目前的情況來看,我國已經站在了這條關鍵賽道上,并且在起跑階段領先了美國。不過我們要知道量子計算機的競賽這不是短跑比賽,而是一場短則十幾年長則幾十年的馬拉松。路漫漫其修遠兮,吾將上下而求索,在給我國科學家默默加油的同時也要相信,我國未來一定會因量子領域在世界上擁有舉足輕重的地位。
然說移動設備近幾年大放異彩發展迅速,但是作為企業來說筆記本或者PC無疑仍然是最主要的辦公工具。隨著時間的積累,企業都會出現辦公主機運行緩慢的現象,有時候甚至嚴重影響了辦公效率。這時候作為企業的IT經理就需要抉擇到底是給PC或者筆記本進行升級,還是淘汰他們來購置新的辦公設備。
其實對于很多IT經理來說這都是一個不小的難題。為了得到更多數據,我們收集了350位IT專業人士的選擇,結果顯示選擇升級設備的IT經理是選擇更換設備IT經理兩倍之多,以下是具體統計結果。
·350位IT經理調查數據
·升級或者更換硬件的主要依據
透過數據來分析,50%的IT經理通常選擇升級老舊電腦,28%選擇重新安裝電腦系統并重新安裝辦公軟件和所需的業務軟件,只有19%的IT經理選擇更換老舊電腦。
解讀第二組數據,可以反映出成本效益對于IT經理來說至關重要。在時間和金錢方面,他們需要權衡。
如上圖所示,選擇升級臺式機或者筆記本的IT經理更加考慮金錢成本。比如一臺PC如果通過更換從4GB升級到8GB英睿達內存,再加一塊英睿達275GB固態硬盤后,可以滿足現階段辦公效率,這樣成本通常比采購全新機器要節省75%。
而只有當辦公PC或者筆記本已經嚴重制約了工作效率,無法通過升級進行彌補,那么更換新硬件無非是最快且最經濟的解決辦法,可避免公司業務受到影響。
·辦公用PC或筆記本電腦生命周期
大多數IT經理表示其電腦更換周期在3-4年。這里一些小型企業往往傾向于通過升級來延長使用周期,直到電腦徹底無法升級才進行更換。
·透過調查得出的結論
·何時升級您企業中的電腦
1、如果要升級電腦,需要確保目前電腦沒有硬件方面的故障。目前大多數企業電腦,在運行時CPU很少出現性能不夠的情況,往往是內存容量過小、機械硬盤響應時間過慢等病癥。所以需要確保您的電腦是否有多余的內存插槽,是否有升級固態硬盤的接口。
2、員工主要將數據存儲在企業網絡中,因而安裝SSD就變得簡單便捷,不需要進行過多的數據交互。使用固態硬盤可以大幅提升辦公效率,得益于固態硬盤的高速響應特質。
3、使用運行速度緩慢的系統的員工不樂意接受技術方面的改變,他們更愿意進行升級。
4、員工經常投訴電腦運行速度緩慢,您需要部署快速且成本較低的解決方案。
升級建議:升級建議同時增加 RAM 和 SSD,因為 RAM 有助于提升應用程序內的性能,而 SSD 有助于即時存取所有數據,并通過更換電腦中最易發生故障的組件(即機械式硬盤)來延長電腦的使用壽命。
寫在最后:您缺少什么資源:時間還是金錢,抑或二者均不充裕?不同企業有不同的情況,但是接受調查的 IT 經理選擇升級系統的人數是選擇更換系統的人數的兩倍多。總的來說,如果是缺少金錢,那么最好在更換電腦之前考慮升級。如果時間比較緊迫和/或預算較為靈活,那么建議您更換老舊的系統。如果您正在考慮重新映像并重新部署有問題的舊硬盤,那么現在可能就是使用更快速可靠的硬盤徹底更換該硬盤的好時候。只有您才知道這兩種方案對于您的企業文化和 IT 有什么特別的細微差別。請根據您以及您的用戶的特點選擇適當的方案。兩種方案均可實現相同的結果,即更快的運行速度,更高的生產力。
一看,眼前這臺飛魚牌機械式計算機好似一部老式按鍵電話,表面黑白相間,泛著斑斑銹跡。它由上海計算機打字機廠制造,是我國研發“兩彈一星”的同款計算工具,因其需搖動手柄完成運算,也稱“手搖式計算機”。在我國導彈事業起步時期,手搖式計算機承擔了繁重的計算任務,取得大量成果,立下赫赫戰功。
1959年6月,正當我國原子彈研制如火如荼進行時,中蘇關系破裂,蘇聯撤走專家,以鄧稼先為代表的科研工作者們堅持研究原子彈制造。在研究起步階段,最為困難的數據計算卻靠手搖計算機和計算尺,甚至是算盤運算。為得到一個數據,往往需要上百步計算,這是個極端考驗意志力的過程,也是一個在迷霧中探路求證的過程。
手搖計算機通過齒輪運作,一般只能做加減乘除四則運算。如果輸入三角函數和對數,需要查表進行;如果計算中有括號,需要用紙筆記錄使用中搖手的正、反轉圈數。科研工作者們經常八個小時算,八個小時琢磨方案,一個月只能算一個結果。為了得到一個關鍵技術指標,科研工作者們三班倒,4臺飛魚牌手搖計算機日夜連軸轉,耗時近一年的光景終于摸清了原子彈內爆過程的物理規律,這就是被廣為稱道的“九次計算”。
從1956年決策研制“兩彈一星”,到1964年第一顆原子彈成功爆炸,到1967年第一顆氫彈成功空爆,再到1970年第一顆人造衛星升空,手搖計算機承擔了最為關鍵的運算工作,見證了那一代人刻苦鉆研的精神,也警示新時代的青年們,關鍵核心技術是重中之重。“熱愛祖國、無私奉獻,自力更生、艱苦奮斗,大力協同、勇于登攀”,這臺手搖計算機正是“兩彈一星”精神的生動詮釋。“大國利劍舞長空,耿耿丹心筑長城”,一批又一批科技工作者,將個人的奮斗融進祖國的歷史長河、民族的浩瀚星空,讓一個民族風雨無阻向前進的雄偉身姿傲然挺立,也讓一個國家攀登世界科技高峰的征途無限光明。
來源:中共一大紀念館