該量子系統(tǒng)只用了 200 秒完成一個(gè)計(jì)算，而同樣的計(jì)算用當(dāng)今最強(qiáng)大的超級計(jì)算機(jī) Summit 執(zhí)行，需要約 10000 年。
為了詳細(xì)介紹谷歌的量子成就，谷歌CEO桑德爾·皮查伊在公司網(wǎng)站上發(fā)表了題為“我們的量子計(jì)算里程碑意味著什么”的文章，對谷歌在量子計(jì)算領(lǐng)域取得的突破做了回顧，并對其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。
皮查伊在文章中稱，谷歌取得這一突破前后共花費(fèi)了13年的時(shí)間。當(dāng)初之所以押注量子計(jì)算，是因?yàn)楣雀柘嘈牛孔佑?jì)算可以加速解決一些世界上最緊迫的問題，從氣候變化到疾病。
如今，有了這一突破，人們距離應(yīng)用量子計(jì)算更近了一步。例如，設(shè)計(jì)更高效的電池，使用更少的能源制造肥料，并找出哪些分子可以制造有效的藥物等等。
皮查伊還將谷歌取得的量子計(jì)算突破比作第一枚火箭成功脫離地球引力到達(dá)太空邊緣：許多人質(zhì)疑人類進(jìn)入太空、探索太空的意義，但逐漸人們便意識到這是對科學(xué)來說的一個(gè)重大創(chuàng)舉，因?yàn)樗试S人類設(shè)想完全不同的旅行，到月球、火星，超越我們自己的星系；它將看似不可能的事情推上了日程。
（鈦媒體視頻：谷歌宣布實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”）
實(shí)際上，入局量子計(jì)算領(lǐng)域，始于13年前。
彼時(shí)，谷歌科學(xué)家Hartmut Neven開始探索一個(gè)新的idea——用量子計(jì)算來加快機(jī)器學(xué)習(xí)的速度，并催生了谷歌AI量子團(tuán)隊(duì)。
2014年，美國物理學(xué)會(huì)院士John Martinis加入了谷歌，擔(dān)任谷歌量子硬件首席科學(xué)家，領(lǐng)導(dǎo)構(gòu)建量子計(jì)算機(jī)的工作。
兩年后，量子計(jì)算理論首席科學(xué)家Sergio Boixo在Nature Communications上發(fā)表了相關(guān)論文，最終將團(tuán)隊(duì)的工作重點(diǎn)聚焦到了量子優(yōu)勢性計(jì)算任務(wù)上來。
這是一場伴隨著風(fēng)險(xiǎn)與機(jī)遇的科研豪賭。即使對于谷歌的明星團(tuán)隊(duì)來說，也一樣是巨大的挑戰(zhàn)。
實(shí)際上，在去年10月之前，谷歌在量子優(yōu)越性方面的進(jìn)展始終有限。
然而，2018年10月，谷歌因加州野火久撲不滅，不得不短暫關(guān)閉位于圣克拉拉的實(shí)驗(yàn)室，一眾科學(xué)家也被迫休假。但就在這期間，谷歌催生出新思路，然后在研究方法上實(shí)現(xiàn)了飛躍，從而為如今取得了卓越成就奠定了基礎(chǔ)。
如今，鏖戰(zhàn)13年，谷歌的這項(xiàng)研究成果終于發(fā)布。一開始，該突破性成就在 NASA 網(wǎng)站上發(fā)布，但不久被悄悄刪除；如今，則發(fā)布在了最新一期的《自然》(“Nature”)雜志上。
Nature 同時(shí)還發(fā)表了一篇 “新聞與觀點(diǎn)” 文章，稱這一成就是量子計(jì)算的重大里程碑事件。
量子計(jì)算的一個(gè)目標(biāo)是以指數(shù)級倍數(shù)超過傳統(tǒng)經(jīng)典計(jì)算機(jī)的速度執(zhí)行特定計(jì)算任務(wù)。
實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要克服許多挑戰(zhàn)，比如在產(chǎn)生較大計(jì)算空間的同時(shí)保證計(jì)算錯(cuò)誤率低，以及設(shè)計(jì)一種經(jīng)典計(jì)算機(jī)難以處理、但量子計(jì)算機(jī)可以輕松完成的基準(zhǔn)測試。
論文通訊作者 John Martinis 和同事描述了實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán)所取得的技術(shù)進(jìn)展。他們研制了一臺(tái)由 54 個(gè)量子比特組成的處理器 (名為 Sycamore 處理器)，該處理器利用量子疊加和量子糾纏實(shí)現(xiàn)的計(jì)算空間與經(jīng)典比特所能達(dá)到的相比，實(shí)現(xiàn)了指數(shù)級的增加。由于有 1 個(gè)量子比特?zé)o法有效工作，處理器實(shí)際只用了 53 個(gè)量子比特。
Sycamore 處理器的照片 圖片來源@新智元
量子計(jì)算的指數(shù)級計(jì)算空間增長，是由量子比特的“疊置”屬性實(shí)現(xiàn)的。
谷歌CEO皮查伊在其文章中提到，
“傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)中的一個(gè)比特（bit）可以將信息存儲(chǔ)為0或1，而一個(gè)量子比特（qubit）可以同時(shí)為0和1，這便是“疊置”的屬性。如果你有兩個(gè)量子比特，就會(huì)有四種可能的狀態(tài)，你可以把它們疊加在一起；對于333個(gè)量子比特，會(huì)有2^333，或1.7x10^100個(gè)計(jì)算狀態(tài)。
顯然，這種計(jì)算狀態(tài)會(huì)呈“指數(shù)級”增長。你可以把它疊加在一起，允許量子計(jì)算機(jī)同時(shí)探索一個(gè)問題可能擁有的許多解決方案。”
此外，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的糾錯(cuò)流程可以保證較高的運(yùn)算保真度 （高達(dá) 99.99%）。為了測試該系統(tǒng)，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一項(xiàng)對量子電路產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)字進(jìn)行采樣的任務(wù)。
對于經(jīng)典計(jì)算機(jī)來說，這一任務(wù)的難度會(huì)隨量子電路中量子比特?cái)?shù)的增加而增加。最后，量子處理器在 200 秒左右的時(shí)間內(nèi)從量子電路中采集了 100 萬個(gè)樣本，而當(dāng)今最強(qiáng)大的超級計(jì)算機(jī)大約需要 1 萬年的時(shí)間才能完成這一任務(wù)。
不過，對于谷歌在量子領(lǐng)域取得的開拓性成就，Nature 也在文章中指出，量子計(jì)算機(jī)投入實(shí)際應(yīng)用前，還需開展更多工作，比如實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的容錯(cuò)運(yùn)算。
谷歌自身也對此表示，下一步，他們團(tuán)隊(duì)未來有兩個(gè)主要目標(biāo)：一個(gè)是將向合作者和學(xué)術(shù)研究人員，以及對開發(fā)算法和尋找今天的 NISQ 處理器的應(yīng)用程序有興趣的公司提供量子霸權(quán)級處理器，希望更多富有創(chuàng)造力的研究院進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域；另外，他們也正在投資團(tuán)隊(duì)和技術(shù)，以盡快打造一臺(tái)容錯(cuò)的量子計(jì)算機(jī)。
從海外各大主流媒體的報(bào)道來看，無疑呈現(xiàn)出“谷歌突破一小步，人類科學(xué)一大步。”的贊譽(yù)之聲。
這個(gè)突破經(jīng)由CEO皮查伊親自官宣、論文登上Nature 150周年紀(jì)念特刊的科技研究成果，甚至連特朗普的大女兒伊萬卡都忍不住第一時(shí)間發(fā)出了推特賀電。
然而，針對谷歌“量子霸權(quán)”事件的批判和質(zhì)疑也接踵而至。
就在Nature論文發(fā)表的前一天，IBM 研究人員發(fā)文稱，谷歌并未充分利用超級計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)潛力，所以上述說法可能站不住腳。
IBM這次的評論也可能源于兩家大型科技公司在量子計(jì)算領(lǐng)域的激烈競爭。量子計(jì)算是一個(gè)未來領(lǐng)域，目前仍未出現(xiàn)確鑿的領(lǐng)頭羊，因此，谷歌和IBM都希望與對方一爭高下，而微軟、英特爾也積極參與到這項(xiàng)研究中。
針對此次谷歌的量子計(jì)算研究成果，IBM 團(tuán)隊(duì)寫道:
在一個(gè)經(jīng)典的系統(tǒng)上，同樣的任務(wù)的理想模擬可以在 2.5 天內(nèi)完成，而且保真度要高得多。
這實(shí)際上是一個(gè)保守的、最壞情況的估計(jì)，我們預(yù)計(jì)，隨著進(jìn)一步的改進(jìn)，模擬的成本可以進(jìn)一步降低。
持不同觀點(diǎn)也包括其他的專家人士。美國路易斯安那州立大學(xué)教授喬納森?道林說，目前，IBM 似乎有一些優(yōu)勢。谷歌選擇了一個(gè)他們認(rèn)為在經(jīng)典機(jī)器上很難解決的問題，但現(xiàn)在 IBM 已證明這個(gè)問題沒有谷歌想象的那么難。
這意味著谷歌或許并沒有表現(xiàn)出量子霸權(quán)，這一賽道的競爭仍在激烈地持續(xù)。
（鈦媒體編輯陶淘綜合自新浪科技、量子位、新智元）
快報(bào)
根據(jù)《網(wǎng)絡(luò)安全法》實(shí)名制要求，請綁定手機(jī)號后發(fā)表評論
這個(gè)事很恐怖啊，暴力破解密碼，以前要干n年的，幾個(gè)小時(shí)暴力破出來?？赡車揖W(wǎng)絡(luò)安全，都面臨威脅。
我們什麼時(shí)候能學(xué)習(xí)美帝進(jìn)行基礎(chǔ)科學(xué)投資，而不是學(xué)華為事事都要計(jì)較眼前效益
看看人家在干嘛，百度你tmd的
明明是推進(jìn)文明的事，卻給定義個(gè)貶義詞
看了量子物理以后覺得世界越來越恐怖，我們生活的世界其實(shí)只可能不過是更高級文明用計(jì)算機(jī)模擬的類似《我的世界》這樣的游戲而已。為什么會(huì)有0和1之間的疊加狀態(tài)，像薛定諤的貓一樣，人類不觀測他們的時(shí)候，他們的狀態(tài)就不確定，介于0和1之間。為什么量子計(jì)算機(jī)能夠有這么強(qiáng)的算力，有的人說是聯(lián)通了平行宇宙，利用無數(shù)個(gè)平行宇宙共同計(jì)算，我個(gè)人覺得是接入了模擬我們這個(gè)世界的超級計(jì)算機(jī)，利用他的算力達(dá)成的。??這段說的神神叨叨的，不知道有沒有能理解的。
真的嗎
厲害了
十月九號的消息，量子霸權(quán)需要先找個(gè)同等計(jì)算能力完成試錯(cuò)才算可以嘗試使用。
中國呢？