周一,Google宣布在量子计算技术方面取得重大进展。该公司最新的量子芯片名为Willow,成功在短短5分钟内解决了一个数学问题——相比之下,经典计算机需要比已知宇宙年龄还要长的时间才能完成这项任务。这一突破是在Google位于加利福尼亚州圣巴巴拉的量子实验室实现的。
作为Alphabet Inc.旗下的科技巨头,Google与微软和IBM(国际商业机器有限公司)等多家公司一样,都在努力利用量子计算的力量。这一领域有望实现远超当前最快系统的处理速度。尽管Willow解决的问题目前还没有商业应用,但Google设想量子计算机最终能够解决医学、电池化学和人工智能等领域的复杂问题,这些问题目前超出了传统计算的能力范围。
Willow由105个量子比特(或称量子位)构建而成,这些量子比特是量子计算机的基本组成部分。量子比特运行速度很快,但容易出错,通常是由宇宙事件中的亚原子粒子等微小干扰引起的。随着更多量子比特被集成到芯片中,累积的错误可能会抵消相对于传统计算的优势。为解决这个问题,科学家们自20世纪90年代以来一直在开发量子纠错技术。
在最近发表于《自然》杂志的文章中,Google披露了成功连接Willow量子比特的方法,这种方法可以在量子比特数量增加时降低错误率。该公司还声称现在可以实时纠错,这标志着量子机器实际应用的关键一步。Google Quantum AI负责人Hartmut Neven表示:"我们已经超过了盈亏平衡点。"
这一宣布是在2019年的一场争议之后发生的。当时,IBM质疑Google声称其量子芯片可以解决经典计算机无法解决的问题,并在不同假设下提出了更乐观的时间表。针对这些批评,Google坚持认为,即使在对经典计算最有利的条件下,他们最新的芯片也会以无法比拟的优势超越传统系统,经典计算机需要10亿年才能完成Willow在几分钟内就能完成的任务。
虽然竞争对手可能正在开发拥有更多量子比特的芯片,但Google正专注于提高其量子比特的可靠性。Google Quantum AI首席架构师Anthony Megrant强调,该公司已从共享制造设施转向专门为Willow芯片设立的生产基地。这一举措有望加速未来量子芯片的开发,这些芯片在被称为低温器的大型制冷装置中进行测试。Megrant强调,快速将新想法融入生产过程以增强学习周期的重要性。
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