量子計算機簡史

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量子計算機簡史

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內容描述

被谷歌和NASA聯手宣布“快出一億倍”的計算機是怎樣誕生、如何運行的？
量子計算機有望推動人工智能等多個領域的飛躍性發展，為何卻會遭到質疑？
追求“量子霸權”的角逐當中，是誰邁出了領跑的第一步，誰又能從哪些方面彎道超車？
加拿大D-Wave公司研發的量子計算機雖然從問世之初便飽受質疑，但仍舊贏得了洛克希德·馬丁公司、
谷歌及NASA等客戶，並在全球範圍內引發了量子計算機研發的更大熱潮。
D-Wave量子計算機雖然誕生在北美，但其採用的量子退火理論和基本技術都是由日本科學家率先提出的。
西森秀稔教授正是量子退火理論的提出者之一，他與本書另一位作者大關真之副教授一直在量子計算領域的第一線從事研究，
他們用盡可能簡單而精準的語言，為普通讀者撥開紛繁的迷霧，介紹關於量子計算機最核心的真實信息。

目錄大綱

目錄
量子計算機與人工智慧的新時代…………………………………………1
第1章 “快1億倍”的計算機5
穀歌與美國國家航空航天局的新聞發佈會…………………7
用量子計算機解決組合優化問題…………………………11
量子計算機可用於人工智慧等多個領域…………………14
是實驗設備，不是計算機…………………………………17
什麼是量子退火……………………………………………19
來自加拿大創業公司的挑戰………………………………21
給量子比特施加橫向磁場…………………………………23
通過量子隧穿效應找到答案………………………………26
第2章 量子退火機的誕生29
D-Wave 公司………………………………………………31
費曼的構想…………………………………………………33
用超導實現量子比特………………………………………35
商用量子計算機的研發……………………………………37
量子人工智慧實驗室的誕生………………………………39
奇美拉圖瓶頸………………………………………………40
北美的研究盛況和今後趨勢………………………………43
第3章 最優化問題的解法和人工智慧領域的應用47
如何解決流動推銷員問題…………………………………49
什麼是退火…………………………………………………52
穿過能量之山………………………………………………56
求解四色問題………………………………………………60
機器學習與深度學習………………………………………63
通過量子退火進行聚類分析………………………………66
用D-Wave 量子計算機進行採樣…………………………69
第4章 量子計算機創造的未來75
聚集在北美的研究者們……………………………………77
低電力消耗有助於解決環境問題…………………………82
推動人工智慧領域的發展…………………………………85
醫療、體育等領域的應用前景……………………………88
也可用於法律和考古學領域………………………………91
感測器打造更人性化的人工智慧…………………………93
奇點會到來嗎………………………………………………95
第5章 不可思議的量子世界99
什麼是量子力學……………………………………………101
疊加的悖論…………………………………………………104
不確定性原理………………………………………………107
量子隧穿效應………………………………………………108
圖靈機與量子線路…………………………………………111
日本研發的量子比特………………………………………113
多種多樣的量子計算機……………………………………115
第6章 量子領域將來的發展趨勢119
基礎研究綻放出意外之花…………………………………121
既要嚴謹也要膽大…………………………………………126
跨領域的創新精神…………………………………………128
軟體方面仍有待開發………………………………………130
超越摩爾定律………………………………………………133
意識轉變創造全新社會……………………………………135
日本會有領先世界的一天嗎………………………………138
後記……………………………………………………………………143
出版後記…………………………………………………………………149

作者介紹

西森秀稔
東京工業大學理學院教授。1977年畢業于東京大學理學部物理系。
1981年成為卡內基梅隆大學博士研究員，1982年獲得東京大學理學博士。
1990年起任東京工業大學理學部物理系助教，1996年起任現職。
1990年獲日本IBM科學獎，2006年獲得仁科紀念獎。
著有《自旋玻璃與資訊統計力學》《關於相變和臨界現象的統計物理學》等專著。
大關真之
日本東北大學大學院資訊科學研究科應用資訊科學專業副教授。
1982年出生，2008年完成東京工業大學理工學研究科物性物理學專業博士課程，
隨後在東京工業大學從事量子退火研究。
曾任羅馬大學物理系研究員、京都大學資訊學研究課系統科學專業助教，自2016年10月起任現職。
2012年獲得第六屆日本物理學會青年鼓勵獎，2016年獲得文部科學大臣表彰青年科學家獎。