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谷歌(Google)当地时间9日宣布,凭借其新一代量子芯片,公司克服了量子计算领域的一个重大挑战。这款名为 Willow 的芯片能够在仅仅五分钟内完成传统计算机需要数十亿年才能解决的复杂计算任务。

像微软、IBM等其他科技巨头一样,谷歌也在积极推动量子计算的发展,因为量子计算承诺将以远超当前最强计算机的速度解决复杂问题。尽管谷歌在加利福尼亚州圣巴巴拉的量子实验室解决的数学问题暂时没有实际的商业应用,但公司依然希望,未来量子计算机能为医学、能源、人工智能等领域带来革命性的突破。

9号发布的研究结果展示了 Willow 芯片的卓越性能。该芯片拥有105个量子比特,这是量子计算的基本单元。虽然量子比特的计算速度远超传统比特,但它们也非常容易出错,尤其是受到外界环境(如来自太空的亚原子粒子)的干扰。随着量子比特数量的增加,错误可能会积累,从而影响计算结果的准确性,这也是量子计算发展中的一大难题。

自上世纪90年代以来,科学家们一直在致力于解决这一挑战,特别是通过量子纠错技术。谷歌最新的研究成果则表明,它已经找到了有效的方法来将 Willow 芯片上的量子比特相互连接,使得错误率在量子比特增加时得以降低。更重要的是,谷歌还实现了实时纠错,这一突破使量子计算机的实用化迈出了关键一步。

谷歌量子人工智能部门负责人哈特穆特·内文(Hartmut Neven)在接受采访时表示:“我们已经跨越了盈亏平衡点。”这意味着,谷歌的量子计算技术正在向实际应用越来越近。

回顾2019年,谷歌曾宣布其量子计算机已成功解决了一个传统计算机需要10,000年才能完成的问题。当时,IBM对此提出了质疑,认为通过不同的技术假设,传统计算机只需要两天半就能完成相同的任务。谷歌在周一的博文中回应称,新的计算估算已经考虑到这些担忧,最新的研究表明,传统计算机即使在最佳条件下,也需要10亿年才能达到与 Willow 芯片相同的计算结果。

尽管谷歌的竞争对手正在研发更多量子比特的芯片,但谷歌量子人工智能首席架构师安东尼·梅格兰特(Anthony Megrant)表示,谷歌的重点是打造更可靠、更高质量的量子比特,而非单纯追求量子比特的数量。

为了生产 Willow 芯片,谷歌已不再依赖加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的共享设施,而是建设了自己的专用生产工厂。梅格兰特透露,新工厂将大大加速谷歌未来量子芯片的生产进程。未来,这些芯片将被置于低温恒温器中,以极低的温度进行实验,确保量子比特能够在最稳定的状态下运行。

梅格兰特表示:“如果我们有新的想法,我们希望团队中的成员能够迅速将其带入洁净室,并放入低温恒温器进行实验,这样我们就能进行快速的迭代和学习。”