科技界“聖杯” 穀歌正在量子計算領域取得更關鍵突破

3月18日報道，當市場都在圍著ChatGPT轉、紛紛議論穀歌正在輸給微軟之際，穀歌在科技界的“聖杯”量子計算領域取得了重要的進展。

最近，穀歌母公司Alphabet找到了改善該領域最大問題之一——準確性的方法。

和普通計算機的二進製相比，量子計算可以在短時間內處理更多的計算，但是，量子計算很容易就會受到幹擾，並且也更容易出錯，這是量子計算數十年來麵臨的大問題。

在多數情況下，量子計算機很容易犯錯。這是因為量子比特（量子位）依賴的量子態隻能維持不到一秒鍾。這意味著，計算機還沒來得及完成計算，量子係統中編碼的信息就很可能已經丟失了。

因此，糾正由此引起的錯誤，是業界麵臨的最艱巨的技術挑戰。

在穀歌之前，一些研究人員用一種叫“糾錯碼”的方法來對機器進行糾錯，但這帶來的改進十分有限。因為糾錯方麵遲遲未出現有意義的進展，越來越多人對量子計算機的未來感到悲觀。

穀歌的研究人員表示，他們可以將量子計算機處理的信息通過多個量子比特傳播，這意味著，即使單個量子比特脫離了它們的量子態，整個係統依然可以保留足夠的信息來完成計算。

克服這一糾錯障礙，標誌著量子計算機進入到新的發展階段。

穀歌量子研究負責人Hartmut Neven表示，該研究結果標誌著“我們構建實用量子計算機之旅的一個裏程碑”。他認為糾錯是“任何量子計算技術都必須經曆的過程”。

不過，根據《自然》雜誌文章，采用穀歌新糾正方法的量子計算機，出錯率僅下降了4%。研究人員解釋稱，這是第一次增加係統規模沒有導致錯誤率上升，表明穀歌已經找到了一個“平衡點”。

穀歌研究人員Julian Kelly表示，在糾錯方麵取得突破，是因為穀歌對其量子計算機的所有部件進行了改進，從量子比特的質量到控製軟件，再到用於將計算機冷卻到接近絕對零度的低溫設備。

Kelly補充說，這已經將錯誤減少到足夠低的水平，因此係統規模增加而出錯率沒有呈指數級上升。

穀歌認為，這一突破隻是構建實用量子計算機六個步驟中的第二步。下一步涉及完善工程學，這樣它隻需要1000個量子位就可以創建一個邏輯量子位（一個建立在不完美的物理量子位之上的抽象概念），使係統可以正常工作。

穀歌表示，一旦它找到了如何構建並將1000個邏輯量子位連接到一個單一係統的方法，它就會造出一台實用的量子計算機。

更重要的是，它為更廣泛的科學界提供了一個飛速提升的基礎包括材料科學、數學和電氣工程的進一步拓展都可能需要建立在量子計算機取得實際應用的基礎上。

但就像ChatGPT等AI工具一樣，證明它們有效隻是解決這些難題的一部分。量子計算的高精度和低錯誤率仍然難以捉摸。在這方麵的改進是量子計算和人工智能的共同主要目標，OpenAI本周表示，其新的GPT-4在準確性方麵已經比前身高40%。

盡管量子計算和普通大眾相去甚遠，遠遠不如AI智能機器人那樣能夠吸引大家的目光。但科技界普遍認為，量子計算取得突破的意義將是能和人類登月相提並論的壯舉。