參考消息網(wǎng)12月11日報道據(jù)法國《快報》周刊網(wǎng)站12月9日報道，谷歌公司在量子計(jì)算領(lǐng)域解決了30年難題。

　　人工智能的進(jìn)展吸引了所有注意力。但與此同時，另一種跨代技術(shù)也在朝著好的方向發(fā)展——量子計(jì)算。谷歌公司9日公布了其量子計(jì)算領(lǐng)域的成果：取得了“兩個重大進(jìn)步”的最新一代Willow芯片。

　　破解30年“惡性循環(huán)”

　　第一個重大進(jìn)步是“可指數(shù)級減少錯誤”。這個能力似乎看起來沒什么，但是在量子計(jì)算領(lǐng)域卻是一個巨大進(jìn)步，主要是因?yàn)榱孔佑?jì)算本身的方式。和使用0或1的傳統(tǒng)比特計(jì)算機(jī)相反，量子計(jì)算機(jī)使用的是量子比特。這種量子比特同時存在多個狀態(tài)疊加，這可以讓很多運(yùn)算同時進(jìn)行，從而可以大幅減少解決問題或復(fù)雜方程式的時間。

　　然而，這些量子比特并不是很穩(wěn)定：就連光粒子都有可能影響其狀態(tài)并帶來一種“消相干”現(xiàn)象。這種相互干擾可能會帶來很難預(yù)計(jì)的錯誤。谷歌量子人工智能部門的哈特穆特·內(nèi)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(jì)算領(lǐng)域的一個重大問題：處理器沒辦法在增強(qiáng)運(yùn)力的同時又減少錯誤。這是困擾了科學(xué)家們“近30年”的一個惡性循環(huán)。

　　谷歌團(tuán)隊(duì)建立了一個可以實(shí)施糾錯的機(jī)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(yùn)用了這些邏輯量子比特。該公司稱：“隨著量子比特數(shù)量的增加，Willow芯片可以指數(shù)級減少錯誤。”

　　速度超過最快超算

　　第二個重大進(jìn)展是Willow速度更快。為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(zhǔn)下進(jìn)行融合通信(RCS)計(jì)算。法國蒙田研究所新技術(shù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人路易斯·弗里翁解釋說，RCS可以衡量“量子計(jì)算機(jī)在回路可靠性等各種標(biāo)準(zhǔn)方面的能力。這一基準(zhǔn)被谷歌使用，以對比量子處理器和傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，以及衡量量子計(jì)算機(jī)在科研問題上能否超過傳統(tǒng)計(jì)算”。換句話說，就是計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的量子革命到底能否成為現(xiàn)實(shí)。

　　Willow的結(jié)果很有說服力。量子處理器不到5分鐘處理了一個極為復(fù)雜的運(yùn)算，這需要全球最快的超級計(jì)算機(jī)10的25次方年的時間才能完成。

　　谷歌在量子計(jì)算方面的長遠(yuǎn)目標(biāo)是向大眾開放。谷歌團(tuán)隊(duì)在公告中承認(rèn)：“截至目前，整個行業(yè)只有兩種體驗(yàn)。一方面，RCS可以估算量子計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)電腦相比的效率，但還沒有已知的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用；另一方面，科學(xué)界在計(jì)算機(jī)上的模擬有了令人感興趣的新發(fā)現(xiàn)，但仍無法在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)。”要想讓魔幻變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，需要能成功地將兩者融合在一起。

　　可指數(shù)級減少錯誤

　　據(jù)英國《新科學(xué)家》周刊網(wǎng)站12月9日報道，谷歌推出了一種新的量子芯片，名為Willowleyu·樂魚。谷歌量子人工智能部門的朱利安·凱利說，這是該公司迄今為止最強(qiáng)大的芯片leyu·樂魚(中國)體育官方網(wǎng)站。

　　同樣來自谷歌量子人工智能部門的哈特穆特·內(nèi)文說，隨著傳統(tǒng)計(jì)算方法達(dá)到極限，Willow將在很長的時間內(nèi)保持冠軍地位。

　　目前尚不清楚的是，鑒于RCS基準(zhǔn)測試沒有實(shí)際應(yīng)用，Willow是否真的可以運(yùn)用于實(shí)際。凱利說，在基準(zhǔn)測試上取得成功是量子計(jì)算機(jī)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(xiàn)出色的芯片日后都沒有機(jī)會投入實(shí)用。

　　谷歌團(tuán)隊(duì)還有另一個理由相信Willow前景可期——它非常善于糾正自己的錯誤。量子計(jì)算機(jī)容易出錯的傾向是目前它在超越其他任何計(jì)算機(jī)之路上的一大障礙。為了改進(jìn)這一點(diǎn)，包括谷歌團(tuán)隊(duì)在內(nèi)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”，這對錯誤的抵御能力要強(qiáng)得多。

　　通過Willow，該團(tuán)隊(duì)表明，隨著邏輯量子比特變得更大，它們在減少錯誤方面表現(xiàn)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(dāng)邏輯量子比特的大小增加差不多一倍時，錯誤率進(jìn)一步減半。通過這種方式，谷歌的研究人員達(dá)到了一個門檻：他們相信他們可以不斷增加量子比特的數(shù)量——制造越來越大的量子計(jì)算機(jī)——并讓它們在運(yùn)行計(jì)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(shù)走向現(xiàn)實(shí)

　　據(jù)美國《紐約時報》網(wǎng)站12月9日報道，2019年，谷歌的一個研究團(tuán)隊(duì)表示，他們已經(jīng)制造出一臺機(jī)器，能夠執(zhí)行傳統(tǒng)超級計(jì)算機(jī)所無法完成的任務(wù)。他們將這種被稱為量子計(jì)算機(jī)的機(jī)器描述為信息技術(shù)發(fā)展的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

　　一些科學(xué)家對這種說法提出了質(zhì)疑。在那之后的幾年里，隨著傳統(tǒng)超級計(jì)算機(jī)變得越來越強(qiáng)大，它們的能力可以與谷歌量子計(jì)算機(jī)相媲美。

　　9日，谷歌發(fā)布了一款新的量子計(jì)算機(jī)，這或可結(jié)束與傳統(tǒng)機(jī)器之間這種來來回回的競爭，并預(yù)示著量子計(jì)算機(jī)未來可推動藥物研發(fā)和人工智能等領(lǐng)域的進(jìn)步。

　　量子計(jì)算——數(shù)十年來量子力學(xué)研究的結(jié)果——如今仍是一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)技術(shù)。但谷歌的成就表明，科學(xué)家們正在穩(wěn)步改進(jìn)技術(shù)，使量子計(jì)算能夠不負(fù)眾望成為現(xiàn)實(shí)。

　　哈佛大學(xué)物理學(xué)教授、量子計(jì)算初創(chuàng)公司量子時代計(jì)算公司的聯(lián)合創(chuàng)始人米哈伊爾·盧金說：“當(dāng)量子計(jì)算最初被設(shè)想出來的時候，很多人——包括該領(lǐng)域的許多領(lǐng)導(dǎo)者——都覺得它永遠(yuǎn)不會成為現(xiàn)實(shí)。然而過去一年發(fā)生的事情表明，這不再是科幻小說?！?/p>