解放日?qǐng)?bào)
2024-12-11 
具備高速運(yùn)算能力和糾錯(cuò)能力但距離商用尚遠(yuǎn)谷歌發(fā)布超算“量子芯片”
外表看起來(lái)，它就像一塊黑巧克力，但這個(gè)“小身材”的薄片，蘊(yùn)含的“大能量”不可小覷。它就是谷歌公司于美國(guó)時(shí)間9日宣布研發(fā)的最新量子芯片“威洛”。
按照谷歌的說(shuō)法，“威洛”在量子計(jì)算領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)兩項(xiàng)突破。第一，它在使用更多量子比特的情況下，成倍減少錯(cuò)誤，破解了約30年來(lái)的量子糾錯(cuò)挑戰(zhàn)。第二，它在不到5分鐘內(nèi)，完成當(dāng)今最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)需要10堯（10的25次方）年才能完成的任務(wù)。
新突破在哪
字母表公司首席執(zhí)行官孫達(dá)爾·皮柴發(fā)文官宣這項(xiàng)重大進(jìn)展后，特斯拉CEO馬斯克立即評(píng)論“Wow”。
谷歌當(dāng)天在網(wǎng)站發(fā)布消息說(shuō)，除了高速運(yùn)算能力，這款名為“威洛”的芯片還有突出的糾錯(cuò)能力，為研制“實(shí)用的大規(guī)模量子計(jì)算機(jī)鋪平了道路”。
“威洛”有何新突破？
首先，“威洛”實(shí)現(xiàn)了“隨著量子比特?cái)?shù)量的增加，錯(cuò)誤率反而大幅下降”的目標(biāo)。
“威洛”擁有105個(gè)量子比特。谷歌在國(guó)際頂級(jí)期刊《自然》雜志上發(fā)表的結(jié)果顯示，他們測(cè)試了從3×3、5×5到7×7不同大小的量子比特網(wǎng)格，每次都能將錯(cuò)誤率減半。
這被稱(chēng)為“低于閾值”，是自1995年彼得·秀爾提出量子糾錯(cuò)以來(lái)一直未能攻克的難題。
按照谷歌的說(shuō)法，研究人員發(fā)現(xiàn)一種通過(guò)向系統(tǒng)中引入更多量子比特來(lái)減少錯(cuò)誤的方法，并能實(shí)時(shí)糾正錯(cuò)誤。這為研制“實(shí)用的大規(guī)模量子計(jì)算機(jī)鋪平了道路”。
在性能方面，“威洛”表現(xiàn)遠(yuǎn)勝超級(jí)計(jì)算機(jī)，令人驚嘆。它在不到5分鐘的時(shí)間內(nèi)完成了一項(xiàng)計(jì)算，而當(dāng)今最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)需要10堯（10的25次方）年才能完成相同的任務(wù)。10堯年的時(shí)間跨度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)宇宙的年齡。
應(yīng)用前景幾何
在應(yīng)用前景方面，量子計(jì)算對(duì)于收集人工智能訓(xùn)練數(shù)據(jù)將是不可或缺的。它將有助于研發(fā)新藥，可為電動(dòng)汽車(chē)設(shè)計(jì)更高效的電池，并將加速核聚變和新能源替代的進(jìn)展。它還將被用于解決物流問(wèn)題，如飛機(jī)的貨物配送或電信信號(hào)等。
在上述需要用到超強(qiáng)算力的領(lǐng)域，都有“威洛”的用武之地。
與此同時(shí)，業(yè)內(nèi)人士表示，“威洛”目前主要是一個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，這意味著要想制造出足夠強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)來(lái)解決廣泛的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，還需要數(shù)年時(shí)間和數(shù)十億美元的投入。
谷歌的量子人工智能實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人哈特穆特·內(nèi)文表示，“威洛”將被用于一些實(shí)際場(chǎng)景，但目前拒絕提供更多細(xì)節(jié)。他表示，具備商業(yè)應(yīng)用價(jià)值的量子芯片在2030年之前不可能問(wèn)世。
英國(guó)薩里大學(xué)計(jì)算機(jī)專(zhuān)家艾倫·伍德沃德教授表示，這一進(jìn)展“鼓舞了所有努力制造實(shí)用量子計(jì)算機(jī)的人”。但就研發(fā)具有實(shí)用性的通用量子計(jì)算機(jī)而言，“威洛”的運(yùn)算錯(cuò)誤率仍需要大幅降低。
（文章來(lái)源：解放日?qǐng)?bào)）
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