量子計(jì)算機(jī)被科學(xué)界廣泛認(rèn)為是提高計(jì)算能力的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，其前所未有的計(jì)算能力也許可以幫助人們突破科研瓶頸。

近日，谷歌宣布研發(fā)出了一款量子計(jì)算機(jī)，它可以在幾秒內(nèi)完成目前最好的超算需要47年才能完成的計(jì)算，而這一突破將證明這款機(jī)器用于實(shí)驗(yàn)的能力可以超過(guò)傳統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

谷歌研究人員在Arxiv平臺(tái)上發(fā)表的一篇預(yù)印本論文稱，該公司的最新技術(shù)已經(jīng)“超越了現(xiàn)有經(jīng)典超級(jí)電腦的能力”。

“量子霸權(quán)”的爭(zhēng)議

谷歌在2019年宣稱自己是第一個(gè)實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”的公司，這個(gè)頭銜對(duì)于量子計(jì)算機(jī)超越現(xiàn)有機(jī)器具有里程碑式的意義。

這在當(dāng)時(shí)引起了競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的質(zhì)疑，他們認(rèn)為谷歌夸大了自已計(jì)算機(jī)超級(jí)計(jì)算機(jī)的區(qū)別。

競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手IBM指出，谷歌的Sycamore量子計(jì)算機(jī)能完成的任務(wù)并不是特別困難，從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)也能完成，即速度稍微慢一點(diǎn)。

在谷歌的“量子霸權(quán)”之爭(zhēng)持續(xù)了數(shù)年之后，其在科學(xué)網(wǎng)站ArXiv上發(fā)表的最新論文展示了一種更強(qiáng)大的設(shè)備，這這場(chǎng)爭(zhēng)論終于可以告一段落。目前，論文還沒(méi)有經(jīng)過(guò)同行評(píng)議。

算力驚人

谷歌2019年推出的Sycamore處理器擁有53個(gè)量子比特(qubit)，而新一代設(shè)備將達(dá)到70個(gè)。

增加更多的量子比特能夠成倍地提高量子計(jì)算機(jī)的新的計(jì)算機(jī)將比2019年增長(zhǎng)2.41億倍。

也就是說(shuō)，即便是目前速度最快的計(jì)算機(jī)，也無(wú)法與量子計(jì)算機(jī)的潛力相比，比如田納西州的前沿（Frontier）超級(jí)計(jì)算機(jī)。

這些傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)使用的代碼的處理語(yǔ)言，這是一種語(yǔ)言——0或1，基于兩種狀態(tài)中的一種。并且在量子計(jì)算的計(jì)量單位量子比特上，可以疊加出現(xiàn)0和1狀態(tài)，這樣可以使信息量指數(shù)級(jí)增加，計(jì)算效率大大提高。

研究人員表示，全球領(lǐng)先的超級(jí)計(jì)算機(jī)Frontier能夠在6.18秒內(nèi)完成對(duì)谷歌53量子比特計(jì)算機(jī)的計(jì)算。但是，同樣一臺(tái)機(jī)器要用47.2年的時(shí)間才能完成谷歌最新70臺(tái)量子比特機(jī)器所執(zhí)行的計(jì)算量。

未有實(shí)際應(yīng)用

總部位于英國(guó)劍橋的量子公司Riverlane的CEO Steve Brierley認(rèn)為，“這是一個(gè)重要的里程碑。關(guān)于我們是否已經(jīng)達(dá)到或確實(shí)能夠達(dá)到量子霸權(quán)的爭(zhēng)論現(xiàn)在已經(jīng)結(jié)束了?！?/span>

總部位于英國(guó)布萊頓的創(chuàng)業(yè)公司Universal Quantum首席執(zhí)行官Sebastian Weidt說(shuō)，量子電腦需要展示更多實(shí)用的功能。

他說(shuō)，“這是量子優(yōu)勢(shì)的一個(gè)很好的證明。雖然在學(xué)術(shù)上是一個(gè)偉大的成就，但所使用的算法并沒(méi)有真正在現(xiàn)實(shí)世界中得到實(shí)際應(yīng)用。

“我們真的必須進(jìn)入實(shí)用量子計(jì)算時(shí)代——在那個(gè)時(shí)代，擁有數(shù)千個(gè)量子比特的量子計(jì)算機(jī)實(shí)際上將以傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)永遠(yuǎn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的方式為社會(huì)提供價(jià)值?！?/span>

目前，量子計(jì)算機(jī)的支持者稱，這種技術(shù)依賴于在氣候科學(xué)和藥物領(lǐng)域潛力巨大的量子物理特殊狀態(tài)，或許還可以對(duì)抗氣候變化，制造出具有突破性的藥物。

但是，量子計(jì)算機(jī)對(duì)當(dāng)代加密系統(tǒng)提出了重大挑戰(zhàn)，因此也被認(rèn)為是國(guó)家安全的最重要課題之一。

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