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據(jù)英國(guó)《金融時(shí)報(bào)》報(bào)道，谷歌聲稱已經(jīng)達(dá)到“量子霸權(quán)”，打造出第一臺(tái)能夠超越當(dāng)今最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)能力的量子計(jì)算機(jī)！該計(jì)算機(jī)能夠在3分20秒內(nèi)執(zhí)行一個(gè)計(jì)算，而同樣的計(jì)算用當(dāng)今最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)Summit進(jìn)行，需要約10000年。這是一個(gè)真正里程碑式的進(jìn)展！

今天，一則消息在外媒不斷升溫：谷歌聲稱已達(dá)到“量子霸權(quán)”！

消息的源頭是英國(guó)《金融時(shí)報(bào)》，報(bào)道稱，谷歌聲稱已經(jīng)打造出第一臺(tái)能夠超越當(dāng)今最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)能力的量子計(jì)算機(jī)，這是一個(gè)里程碑式的時(shí)刻，一直受到研究人員的熱切期待。

《金融時(shí)報(bào)》寫道，他們發(fā)現(xiàn)一篇來自谷歌研究人員的論文本周早些時(shí)候刊登在美國(guó)航天局NASA的網(wǎng)站上，聲稱他們的處理器能夠在3分20秒內(nèi)執(zhí)行一個(gè)計(jì)算，而假如用當(dāng)今最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)Summit進(jìn)行同樣的計(jì)算，需要約10000年。

研究人員表示，這意味著量子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)了“量子霸權(quán)”(quantum supremacy，亦稱量子優(yōu)勢(shì))，即以前不可能實(shí)現(xiàn)的計(jì)算。(根據(jù)維基百科的釋義，量子霸權(quán)是量子計(jì)算設(shè)備解決經(jīng)典計(jì)算機(jī)實(shí)際上無法解決的問題的潛在能力。)

論文作者寫道：“與所有已知的經(jīng)典算法相比，這種戲劇性的加速提供了一種量子霸權(quán)在計(jì)算任務(wù)上的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)，并預(yù)示著一種備受期待的計(jì)算范式的出現(xiàn)。”

“據(jù)我們所知，這個(gè)實(shí)驗(yàn)標(biāo)志著第一個(gè)只能在量子處理器上進(jìn)行的計(jì)算。”

據(jù)研究人員稱，該系統(tǒng)只能進(jìn)行一次單一的、技術(shù)性很強(qiáng)的計(jì)算，使用量子計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問題還需要數(shù)年時(shí)間。

但谷歌的研究人員稱其為“邁向全面量子計(jì)算的里程碑”。他們還預(yù)測(cè)，與摩爾定律的指數(shù)速度相比，量子計(jì)算機(jī)的能力將以“雙指數(shù)速度”(double exponential rate)發(fā)展。摩爾定律推動(dòng)了硅芯片的發(fā)展。

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53量子比特，代號(hào)Sycamore

從IBM到Rigetti Computing等初創(chuàng)企業(yè)都在開發(fā)所謂的量子計(jì)算機(jī)原型，盡管量子計(jì)算機(jī)的原型機(jī)確實(shí)已經(jīng)開發(fā)出來了，但它們只能完成傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)所能完成的相同任務(wù)，只不過是速度更快。

量子計(jì)算機(jī)，如果能大規(guī)模部署，將利用超越經(jīng)典物理極限的特性，在計(jì)算能力上提供指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。

波士頓咨詢集團(tuán)2018年11月的一份報(bào)告稱，量子計(jì)算機(jī)可能“改變密碼學(xué)和化學(xué)(以及材料科學(xué)、農(nóng)業(yè)和制藥)等領(lǐng)域的游戲規(guī)則，更不用說人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)了……以及物流、制造業(yè)、金融和能源”。

與經(jīng)典計(jì)算機(jī)的基本二進(jìn)制位元不同，量子比特或量子位元(qubits)可以同時(shí)表示0或1。通過把量子位元串在一起，它們能代表的狀態(tài)數(shù)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，使得立即計(jì)算數(shù)百萬種可能性成為可能。

一些研究人員警告不要過分夸大量子霸權(quán)，他們認(rèn)為，這并不意味著量子計(jì)算機(jī)將很快取代傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，并在計(jì)算領(lǐng)域帶來一場(chǎng)革命。

谷歌量子團(tuán)隊(duì)由加州大學(xué)圣巴巴拉分校的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家John Martinis領(lǐng)導(dǎo)，首次預(yù)測(cè)谷歌將在2017年底達(dá)到量子霸權(quán)。但事實(shí)證明，谷歌在去年3月發(fā)布的72個(gè)量子比特的量子計(jì)算系統(tǒng)仍然太難控制。

左邊是谷歌最新的 72 量子比特量子處理器 Bristlecone。右邊是該設(shè)備的圖示：每個(gè) “X” 代表一個(gè)量子比特，量子比特之間以線性陣列方式相連。來源：Google Quantum AI Lab

最終，谷歌對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了改造，設(shè)計(jì)了一個(gè)53量子比特的系統(tǒng)，代號(hào)為Sycamore。該系統(tǒng)的任務(wù)是證明隨機(jī)數(shù)生成器是真正隨機(jī)的。盡管這項(xiàng)工作幾乎沒有實(shí)際應(yīng)用，但谷歌的研究人員表示，“這種計(jì)算能力的其他用途“包括機(jī)器學(xué)習(xí)、材料科學(xué)和化學(xué)”。

量子軟件初創(chuàng)公司Riverlane的創(chuàng)始人Steve Brierley表示：“這是一個(gè)重要的里程碑，首次有人證明量子計(jì)算機(jī)能夠完全超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)。”Brierley在該領(lǐng)域工作了20年，是英國(guó)政府的量子技術(shù)顧問。他說：“這是一個(gè)了不起的成就。