谷歌高調推出新一代量子芯片
參考消息網12月11日報道 據法國《快報》週刊網站12月9日報道，谷歌公司在量子計算領域解決了30年難題。
人工智能的進展吸引了所有注意力。但與此同時，另一種跨代技術也在朝着好的方向發展——量子計算。谷歌公司9日公佈了其量子計算領域的成果：取得了“兩個重大進步”的最新一代Willow芯片。
破解30年“惡性循環”
第一個重大進步是“可指數級減少錯誤”。這個能力似乎看起來沒什麼，但是在量子計算領域卻是一個巨大進步，主要是因爲量子計算本身的方式。和使用0或1的傳統比特計算機相反，量子計算機使用的是量子比特。這種量子比特同時存在多個狀態疊加，這可以讓很多運算同時進行，從而可以大幅減少解決問題或複雜方程式的時間。
然而，這些量子比特並不是很穩定：就連光粒子都有可能影響其狀態並帶來一種“消相干”現象。這種相互干擾可能會帶來很難預計的錯誤。谷歌量子人工智能部門的哈特穆特·內文表示：“使用的量子比特越多，錯誤就會越多。”這就帶來了量子計算領域的一個重大問題：處理器沒辦法在增強運力的同時又減少錯誤。這是困擾了科學家們“近30年”的一個惡性循環。
谷歌團隊建立了一個可以實施糾錯的機制。通過在很多量子比特上編碼，研究人員們獲得了“邏輯量子比特”。谷歌通過可靠辦法運用了這些邏輯量子比特。該公司稱：“隨着量子比特數量的增加，Willow芯片可以指數級減少錯誤。”
速度超過最快超算
第二個重大進展是Willow速度更快。爲了能測試量子處理器的效率，研究人員將之放置在了一個基準下進行融合通信(RCS)計算。法國蒙田研究所新技術項目負責人路易斯·弗裡翁解釋說，RCS可以衡量“量子計算機在迴路可靠性等各種標準方面的能力。這一基準被谷歌使用，以對比量子處理器和傳統計算機，以及衡量量子計算機在科研問題上能否超過傳統計算”。換句話說，就是計算機領域的量子革命到底能否成爲現實。
Willow的結果很有說服力。量子處理器不到5分鐘處理了一個極爲複雜的運算，這需要全球最快的超級計算機10的25次方年的時間才能完成。
谷歌在量子計算方面的長遠目標是向大衆開放。谷歌團隊在公告中承認：“截至目前，整個行業只有兩種體驗。一方面，RCS可以估算量子計算機與傳統電腦相比的效率，但還沒有已知的現實應用；另一方面，科學界在計算機上的模擬有了令人感興趣的新發現，但仍無法在傳統計算機上實現。”要想讓魔幻變爲現實，需要能成功地將兩者融合在一起。
可指數級減少錯誤
據英國《新科學家》週刊網站12月9日報道，谷歌推出了一種新的量子芯片，名爲Willow。谷歌量子人工智能部門的朱利安·凱利說，這是該公司迄今爲止最強大的芯片。
同樣來自谷歌量子人工智能部門的哈特穆特·內文說，隨着傳統計算方法達到極限，Willow將在很長的時間內保持冠軍地位。
目前尚不清楚的是，鑑於RCS基準測試沒有實際應用，Willow是否真的可以運用於實際。凱利說，在基準測試上取得成功是量子計算機具備可用性的“必要條件，而非充分條件”，但任何無法在RCS測試中表現出色的芯片日後都沒有機會投入實用。
谷歌團隊還有另一個理由相信Willow前景可期——它非常善於糾正自己的錯誤。量子計算機容易出錯的傾向是目前它在超越其他任何計算機之路上的一大障礙。爲了改進這一點，包括谷歌團隊在內的研究人員將物理量子比特組合在一起，形成“邏輯量子比特”，這對錯誤的抵禦能力要強得多。
通過Willow，該團隊表明，隨着邏輯量子比特變得更大，它們在減少錯誤方面表現更好，錯誤率大約是組成它們的物理量子比特的一半。更重要的是，當邏輯量子比特的大小增加差不多一倍時，錯誤率進一步減半。通過這種方式，谷歌的研究人員達到了一個門檻：他們相信他們可以不斷增加量子比特的數量——製造越來越大的量子計算機——並讓它們在運行計算方面變得越來越好。而在此之前，這種趨勢從未形成。
量子技術走向現實
據美國《紐約時報》網站12月9日報道，2019年，谷歌的一個研究團隊表示，他們已經制造出一臺機器，能夠執行傳統超級計算機所無法完成的任務。他們將這種被稱爲量子計算機的機器描述爲信息技術發展的轉折點。
一些科學家對這種說法提出了質疑。在那之後的幾年裡，隨着傳統超級計算機變得越來越強大，它們的能力可以與谷歌量子計算機相媲美。
9日，谷歌發佈了一款新的量子計算機，這或可結束與傳統機器之間這種來來回回的競爭，並預示着量子計算機未來可推動藥物研發和人工智能等領域的進步。
量子計算——數十年來量子力學研究的結果——如今仍是一項實驗技術。但谷歌的成就表明，科學家們正在穩步改進技術，使量子計算能夠不負衆望成爲現實。
哈佛大學物理學教授、量子計算初創公司量子時代計算公司的聯合創始人米哈伊爾·盧金說：“當量子計算最初被設想出來的時候，很多人——包括該領域的許多領導者——都覺得它永遠不會成爲現實。然而過去一年發生的事情表明，這不再是科幻小說。”