【東京直擊】不用苦等量子電腦商品化,富士通社長田中達也在2018年東京論壇大會上,發表了全球第一款啟發自量子退火演算法的商用晶片稱為數位退火計算專用處理器DAU(Digital Annealing Unit),也宣布從5月15日正式推出數位退火雲端服務,讓企業可以先用雲端服務,來解決過去難以處理的超複雜組合問題,例如找出化學分子結構的最佳組合、大量投資標的的投資策略最佳化、工廠少量多樣生產物料補給路徑最佳化等問題,像富士通就已經運用在自家工廠產線組裝作業的優化,來縮短補料作業車從龐大零件倉庫取貨的路徑,來加快補料速度。富士通也在東京論壇大會中實際展出了這顆明年推出的數位退火晶片。

富士通研究所社長佐佐木繁表示,DAU不同於一般專用處理器,是一個可以用來解決超大規模組合最佳化的專用晶片。

他舉例,像是新藥研發中,一個由50個原子合成的化學成分組合,多達10的48次方種,以目前通用型電腦技術,得花上10的24次方年才能解答,幾乎是一個不可能處理的問題。但DAU就是專門用來解決這種超複雜組合最佳化的專用晶片,可以快速得到答案。

早從2015年起,富士通就和多倫多大學電子電腦工程系教授Ali Sheikholeslami聯手研發數位退火技術,也和量子電腦新創1QBit公司合作,在富士通雲端服務上來部署量子退火軟體,才能在今年搶先推出數位退火雲端服務,可以用來處理1024位元等級的超大規模組合問題(意味著可計算到1,024個變數的多項式方程式)。

富士通AI基盤事業本部長吉澤尚子表示,預計明年就可以推出DAU晶片,能進一步提供到8,192位元,精度達64位元(可處理到1845京的數值),2019財年(2020年上半年)時還會推出DAU專用電腦系統,目標是提供到100萬位元的大規模平行處理能力,也就是可以快速算出一個多達100萬個變數的多項式方程式的最佳解。

傳統電腦中的1個位元的數值不是0(沒有)就是1(有)兩種,但在量子電腦中的1個位元可以儲存更大的數值(例如可以到65535),這讓量子電腦只要調用幾個位元進行一次計算,就可以處理超複雜的數學問題,速度能比傳統電腦快上許多倍,而且越複雜,越多變數的數學計算,量子電腦處理的速度就可以越快。

但因量子電腦仍只是實驗室產品(甚至得在超低溫下才能運作),後來科學家採用金屬退火原理,來模擬量子計算中,單一位元儲存大量數值的效果,而稱為量子退火技術。Google在2013年和NASA聯手打造的量子電腦D-Wave Two(採用另一家量子電腦新創D-Wave技術),其實是用傳統電腦技術,來提供量子退火計算的「類量子電腦」,Google近幾年則轉而大力投入可提供量子位元計算的量子處理器,例如今年3月發表了72量子位元的量子處理器。

富士通這次發表的DAU,則是以傳統電腦晶片技術打造的量子退火處理器,稱為數位退火晶片,可以提供到8,192位元,遠高於Google在實驗室中打造的72量子位元,而且富士通預計明年就讓DAU晶片商用化。


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