陳根：量子計算機難度太大，先試試概率計算機？_風聞

文/陳根

隨着科技的發展，傳統的計算機已經具備很多功能，但在推理、邏輯、採樣和優化方面仍然有很大的進步空間，這就造成人們對替代計算方案有着較大的興趣。量子計算可以完成這些任務，但在退相干和低温操作的要求方面還面臨着很大的挑戰。

概率計算是一種非常規的計算方案，它與量子計算有相似的概念，但不受上述挑戰的限制。其關鍵的角色是一個概率比特(p-bit)——一個在0和1之間波動的魯棒的經典實體，它可以利用神經網絡的原理與同一系統中的其他比特產生相互作用。

另外，兩個磁化方向的磁體可以存儲一個比特。早期的計算機使用這種方法造出了磁芯存儲器。但將磁芯存儲器變小是非常困難的，因為它的體積越小，性質就越不穩定。而現在，科學家利用了這個看起來像 bug 的特點，使用不穩定的小磁體來實現 p-bit，構建了一台有 8 個 p-bit 的概率計算機。

在這個概率計算機中，p-bit 組成的系統可以通過許多可能從初始狀態演化到最終狀態**。計算機走哪條路徑完全是一種偶然，每條路徑都有一定的概率。把所有可能路徑的概率加起來，就得到了到達一個給定最終狀態的總概率**。

量子計算機也可以這樣計算，但它用的是量子比特，這就意味着，這裏每條路徑都有物理學家所説的概率振幅，但它是一個複數，既有實部也有虛部。

在量子計算機中，要想確定從某個初始狀態到最終狀態的總體概率，首先要把所有可能路徑的振幅相加，得到最終狀態的概率振幅。最終的振幅也是一個複數，然後求其大小的平方得到實際概率，這個數字介於0和1之間。

簡而言之，概率計算機和量子計算機之間的關鍵區別就是前者將所有概率加起來，後者將複數概率振幅加起來。

與傳統計算機相比，概率計算機在一些重要技術上更為先進；與量子計算機相比，概率計算機在常温下也可操作。未來，概率計算機或將在解決優化問題，比如如何幫助快遞員走最短的路線，優化遞送包裹順序方面，發揮更大的作用。