導讀 12月9日,谷歌CEO桑達爾·皮查伊在社交媒體X上發布消息稱,量子芯片Willow取得關鍵進展,實現了錯誤率的指數級降低,破解了量子計算領域困擾研究人員30多年的大難題。谷歌量子AI創始人Hartm...
12月9日,谷歌CEO桑達爾·皮查伊在社交媒體X上發布消息稱,量子芯片Willow取得關鍵進展,實現了錯誤率的指數級降低,破解了量子計算領域困擾研究人員30多年的大難題。
谷歌量子AI創始人HartmutNeven表示:“一般來說,使用的量子比特越多,出現的錯誤也就越多,系統也會變得越經典(經典計算機)。”
谷歌用所謂的隨機電路採樣(RCS)基准測量Willow的性能,也就是用一些經典計算機難處理的任務測試量子計算機。測試證明,Willow芯片在不到5分鐘的時間完成了當今先進超級計算機需要一千萬億億億年(10的25次方,或10²⁵)才能完成的計算。
量子計算研究者會用各種標准評測量子計算機,谷歌用的是RCS,它認爲這是測試任何量子算法的最低門檻。如果量子計算機無法在RCS測試中獲勝,也就無法打敗其它量子算法。IBM、Honeywell等企業也在研究量子計算機,它們的評測標准是“量子體積”(quantumvolume),評估的是量子系統更廣泛的能力,關注量子交互、整體可靠性。
Willow還有一個特點,隨着量子比特數量的增加,錯誤並不會增加,也就是說谷歌可能解決了錯誤修正問題。
谷歌量子計算芯片Willow實用性並不強
盡管如此,我們不能高興得太早,美國VC公司RunaCapital的高管FrancescoRicciuti說:“量子計算需要ChatGPT時刻,但Willow不會成爲這樣的時刻。”也就是說,谷歌的量子計算芯片在真實世界實用性仍然不強。
FrancescoRicciuti解釋稱,谷歌宣稱的成功是基於任務、基准測試得出的結論,這種成功並不是基於實用性得出的。FrancescoRicciuti稱:“谷歌定義一個非常高難度的問題,普通計算機難解決,但量子計算機可以。谷歌的成就當然值得肯定,但並不意味着實用。”
薩塞克斯大學(UniversityofSussex)量子計算教授WinfriedHensinger肯定了谷歌的成績,他說,谷歌Willow芯片是量子計算機的一個裏程碑,它緩解了錯誤問題。
WinfriedHensinger語氣一變,隨後說,相對於實用計算,Willow還是不夠,如果想解決真正重要的工業問題,量子計算機需要數以百萬計的量子比特,而Willow只有可憐的105量子比特。
還有,谷歌Willow是基於超導量子比特技術开發的,它對冷卻有極爲苛刻的要求,也就是系統如果想擴展難度極大。
WinfriedHensinger說:“如果是幾百萬個量子比特,溫度要達到絕對零度水准,用超導量子比特技術搭建量子計算機是幾乎不可能實現的。”
谷歌承認RCS基准測試並沒有“已知的真實世界應用”,它只是用量子系統做了一些有趣的模擬測試,獲得一些新的科學發現,這些發現仍然是經典計算機能實現的。未來谷歌將會跨入經典計算機無法進入的算法領域,關注在真實世界中實用、具備商業潛力的問題。
谷歌量子計算芯片Willow讓人類離實用量子計算機更近一步
WinfriedHensinger和FrancescoRicciuti認爲,人類一直想打造實用的量子計算機,谷歌Willow增強了人類的信心。
芝加哥大學教授AndrewCleland說:“依我之見,人類離實用的量子計算機還很遙遠,谷歌的進步很重要,也很必要,它讓我們離目標近了一些。”
英國Glasgow大學教授MartinWeides認爲,谷歌設定了路徑,讓我們朝着搭建“容錯”量子計算機的目標更近了。所謂容錯量子計算機,就是說它可以捕捉錯誤並修正。
有人擔心Willow將會威脅銀行加密系統和比特幣,萊斯大學(RiceUniversity)計算機助理教授TirthakPatel認爲這種威脅被誇大,破解先進加密系統需要更強的量子芯片,遠比Willow強大。
TirthakPatel肯定了谷歌的進步,他認爲Willow在一些場景中超越了超級計算機,原本有很多人質疑量子計算的潛力,Willow可以讓他們更信服。
萊斯量子計劃(RiceQuantumInitiative)研究人員KadenHazzard指出,人類想用量子計算機模擬化學反應並尋找新藥物,想用它解決量子力學問題,开發新材料,或者研究更好的反應催化劑,這樣的量子計算機還沒有誕生,可能還要等很多年。
TirthakPatel認爲,優化天氣預報、提高供應鏈效率的量子芯片可能會更早出現,它們的能耗會比超級計算機更低,此類量子計算機不需要太多的量子比特,即使沒有先進的降低錯誤率的技術,也是有可能應用於現實的。
TirthakPatel還說:“當前科學家和工程師的最大任務是證明量子計算在不同現實應用中的實用性,雖然谷歌的實驗並沒有做到這一點,但仍然算是一個裏程碑。”
標題:谷歌Willow量子芯片有進步 但離實用還很遙遠
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