穀歌公司Quantum周三在《自然》雜誌披露與Willow芯片相關的量子計算突破性進展,該公司Willow量子計算芯片上運行了一種算法,這種算法可以在類似的平台上重複運行,並且性能超越傳統超級計算機。
穀歌表示,這一突破為量子技術在未來五年內實現實際應用鋪平了道路。
穀歌表示,這項被稱為“量子回聲(Quantum Echoes)”的算法具有“可驗證性”,意味著可以在另一台量子計算機上重複運行。穀歌強調,該算法的運行速度比全球最強的超級計算機快1.3萬倍。
穀歌稱,這些成果結合在一起,意味著量子計算在醫學和材料科學等領域將有廣泛的潛在用途。
穀歌量子AI部門的研究科學家湯姆·奧布萊恩(Tom O’Brien)表示:
可驗證性這一點非常關鍵,這是我們邁向現實世界應用的重要一步。實現這一成果意味著我們正在真正推動量子計算走向主流。”
媒體稱,這項突破使穀歌更接近真正利用量子計算所承諾的強大運算能力。目前,微軟(Microsoft)、IBM以及眾多初創企業也正在該領域積極追趕。
就在去年12月,穀歌曾宣布“Willow”芯片僅用五分鍾就解決了一個問題,而同樣的問題若由超級計算機處理,需要10秭(10 septillion)年才能完成。
量子計算機通過極微小的電路來進行計算,與傳統計算機類似,但它可以並行計算,而不是順序執行,從而大幅提升速度。盡管多家公司聲稱已建造出性能超越傳統計算機的量子平台,但它們麵臨的最大挑戰一直是如何找到真正有用的應用場景。
未參與該研究的計算機科學家阿倫森(Scott Aaronson)對媒體表示,他對穀歌取得的進展“感到振奮”,因為他們在“以可重複的方式超越超級計算機方麵”取得了突破,這意味著可以在另一台量子計算機上高效驗證成果——這正是該領域在過去幾年中最棘手的問題之一。
不過,他也提醒稱,前方仍有大量工作要做。
要從現在走向任何具有商業價值的應用,或實現可擴展的容錯計算(這次實驗並未使用),仍然是非常艱難的挑戰。”
研究人員在另一篇尚未經過同行評審的合作論文中展示,該算法的一種應用是通過計算原子之間的距離來研究分子結構。
這種方法未來可用於藥物研發和材料科學(例如電池設計),但穀歌科學家估計,要實現這些應用,量子計算機的規模必須比目前的機器大一萬倍。
穀歌研究團隊中包括2025年諾貝爾物理學獎得主米歇爾·H·德沃雷(Michel H. Devoret)。該團隊表示,他們計劃繼續擴大機器規模並提高計算精度,以推動量子計算向現實世界的實際應用邁進。