谷歌发布量子计算芯片“Willow”
Bard @ 2024.12.11 , 09:35 上午近日，谷歌发布了一款新芯片，据称这款芯片仅需五分钟就能解决目前世界上最快的超级计算机需要花上一千万亿亿亿亿亿亿亿年(即 10,000,000,000,000,000,000,000,000 年)才能完成的问题。
这款芯片是量子计算领域的最新进展，并试图利用粒子物理学的原理，打造一种全新的、极其强大的计算机。
谷歌表示，这款被命名为“Willow”的量子芯片整合了多项关键“突破”，为开发实用的大规模量子计算机铺平了道路。
然而，专家指出，“Willow”目前主要是一个实验性设备，距离能解决广泛现实问题的强大量子计算机还有数年时间，并且需要耗费数十亿美元的投入。
量子计算的谜题
量子计算机的工作原理与我们手机或笔记本电脑的传统计算机完全不同。
它们利用量子力学——超微小粒子的奇异行为——以远超传统计算机的速度解决问题。
人们希望，量子计算机最终能够极大加速复杂过程，例如新药物的开发。
但也有人担心，这种技术可能被滥用，比如破解用来保护敏感数据的某些加密方式。
今年2月，苹果公司宣布，iMessage 聊天记录的加密技术将具备“量子防护”功能，以防止未来强大的量子计算机读取这些聊天记录。
谷歌量子人工智能实验室的负责人哈特穆特·内文(Hartmut Neven)自称是该项目的“首席乐观主义者”。他告诉BBC，“Willow”将用于某些实际应用，但目前尚未透露具体细节。
据哈特穆特·内文透露，能够进行商业化应用的芯片可能要到本世纪末才能出现。
最初的应用领域可能包括模拟涉及量子效应的重要系统，例如设计核聚变反应堆、理解药物功能、开发更好的汽车电池等一系列任务。
苹果与橘子
Neven对BBC表示，“Willow”的性能让它成为迄今为止“最好的量子处理器”。
但萨里大学的计算专家艾伦·伍德沃德教授认为，量子计算机将在某些任务上优于当前的“经典”计算机，但它们不会完全取代传统计算机。
他警告不要过度解读“Willow”在单一测试中的成就。
“需要注意不要拿苹果和橙子作比较，”他告诉BBC。谷歌选择了一种“专为量子计算机量身定制”的问题作为性能基准，这并不能证明它在与经典计算机的比较中实现了“普遍的加速”。
尽管如此，他表示，“Willow”在特别是“纠错”方面取得了显著进展。
从简单的角度来看，量子计算机越有用，它拥有的量子比特(qubits)就越多。然而，这项技术的主要问题在于其容易出错，而且量子比特数量增加，错误率也随之增加。
但谷歌研究人员称，他们逆转了这种趋势，成功设计并编程“Willow”芯片，使得随着量子比特数量的增加，整个系统的错误率却下降。
Neven认为，这是该领域“近30年来一直追求的关键挑战”中的一项重大“突破”。
他对BBC表示，这相当于“如果你有一架只有一个引擎的飞机——它可以工作，但两个引擎更安全，四个引擎则更安全”。
伍德沃德教授表示，错误率是阻碍量子计算机发展的重要障碍，而目前这项进展“对所有致力于实用量子计算机的人来说都是鼓舞人心的”。
不过谷歌也指出，要开发真正实用的量子计算机，错误率需要比“Willow”显示的水平更低。
“Willow”是在谷歌位于加州的新建专业制造工厂中生产的。
全球量子竞赛
世界各国正在投资量子计算领域。
英国最近启动了国家量子计算中心(NQCC)。
该中心主任迈克尔·卡斯伯特(Michael Cuthbert)对BBC表示，他对助长“炒作”的语言持谨慎态度，并认为“Willow”更像是一个“里程碑”而非“突破”。
尽管如此，这无疑是“一项令人印象深刻的成果”。
最终，量子计算机将在许多领域发挥作用，包括“解决货运分配、飞机货物运输的物流问题，或电信信号的路由，以及全国电网中存储能源的分配问题”。
目前英国已有50家量子企业，吸引了8亿英镑的资金，雇佣了1300名员工。
上周五，来自牛津大学和日本大阪大学的研究人员发表了一篇论文，展示了他们使用“囚禁离子量子比特”实现的极低错误率。这是一种完全不同的量子计算方法，可以在室温下工作，而谷歌的芯片需要在超低温下运行。
谷歌关于“Willow”发展的科学发现已发表在《自然》期刊上。
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