谷歌已經做了一個重大飛躍憑藉其新開發的晶片在量子計算領域,“柳,”解決該領域長期存在的挑戰。據這家科技巨頭稱,新型量子晶片在短短五分鐘內解決了一個複雜的運算問題,而傳統電腦需要比宇宙年齡更長的時間才能完成這項操作。

Google、微軟和 IBM 等科技領導者所追求的量子運算有望徹底改變解決問題的速度,遠遠超出當今最先進的經典電腦所能達到的速度。雖然谷歌位於聖塔芭芭拉的量子團隊解決的具體問題尚未具有實際應用,但這一突破為解決醫學、能源儲存和人工智慧領域仍超出當前運算能力的現實挑戰鋪平了道路。
這項開發的核心是 Willow 的 105 個「量子位元」——量子計算的基本單位。量子位元速度非常快,但本質上不穩定,因為它們很容易受到像亞原子相互作用這樣微小的干擾。這種不穩定性會導致計算錯誤,隨著量子位元數量的增加,這些錯誤累積的可能性也會增加。為了解決這個問題,研究人員花了幾十年的時間開發量子技術。

谷歌最近的成功在於證明了在 Willow 晶片上將量子位元連接在一起可以降低錯誤率,即使添加了更多量子位元。此外,該系統可以即時糾正錯誤,這標誌著使量子機器不僅強大而且可靠的關鍵一步。谷歌量子人工智慧負責人 Hartmut Neven 強調了這一里程碑的重要性,他表示:“我們已經過了收支平衡點。”
這項成就建立在Google於 2019 年提出的一項有爭議的主張之上,當時谷歌宣布其量子晶片在幾秒鐘內解決了傳統電腦需要 10,000 年才能解決的問題。這一說法遭到了 IBM 的質疑,IBM 認為使用不同的方法可以在兩天半內解決這個問題。在最新的調查結果中,Google修改了其方法來解釋此類批評,聲稱即使在理想條件下,經典電腦也需要十億年才能複製 Willow 產生的結果。
儘管IBM等競爭對手已經開發出了具有更多量子位元的量子晶片,但Google的戰略優先考慮的是其量子位元的可靠性而不是純粹的數量。 Google量子人工智慧首席架構師安東尼·梅格蘭特(Anthony Megrant)解釋說,該公司對精確度的關注得到了其全新、最先進的製造設施的補充。
谷歌以前依賴加州大學聖塔芭芭拉分校的共享設施,現在擁有專門的空間來生產 Willow 等晶片。內部設施加快了開發週期,使工程師能夠將他們的想法快速整合到專門的低溫恆溫器(專為量子研究設計的超冷冰箱)中進行的實驗中,從而更快地測試和完善他們的想法。
未來的影響
量子系統越來越接近實際應用,因此它們改變產業的潛力變得越來越明顯。
對糾錯的關注凸顯了量子技術的日益成熟。公司現在不再僅僅增加量子位元數,而是專注於提高晶片的品質和可靠性,這是擴展量子系統用於商業用途的關鍵因素。
主導量子市場的競爭也加劇,各國政府和私人企業大力投資研究。在市場上,這項進展可能會重新定義競爭優勢。金融、航空航太和先進製造等依賴運算效率的產業可能會見證量子驅動的創新,從而改變經濟格局。
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