由谷歌、美国宇航局和橡树岭国家实验室的研究人员领导的强大团队正式声称已经实现了技术里程碑量子霸权。
在本周发布的一篇新论文中,科学家们解释了他们如何开发出一种量子处理器,该处理器可以在 3 分钟多一点的时间内执行复杂的计算任务。 相比之下,一台最先进的经典超级计算机需要大约一万年才能运行相同的数字。
简而言之,这种巨大的时间差距代表了物理学家和计算机科学家所拥有的东西早就预料到的:阈值,其中实际上,能够解决传统二进制计算机(甚至是功能强大的计算机)根本无法解决的问题。
“这项实验证明,当今的量子计算机在综合基准方面可以超越最佳的传统计算,”特拉维斯·汉布尔说,橡树岭的导演研究所。
“还有其他的努力来尝试这一点,但我们的团队是第一个在真实系统上展示这一结果的团队。”
所以,我们知道这一刻即将到来。 不仅仅是因为量子霸权作为一个概念已经被广泛设想了几十年(尽管今天使用的具体术语是2012年才明确)。
但也因为你可能还记得谷歌主导的论文早在一个月前就泄露了,让世界先睹为快,现已正式发表于自然。
呃,预览让其他量子研究人员有时间思考谷歌的实验和论文,但并不是每个人都相信量子霸权时代已经真正到来。
最耸人听闻的是,IBM 的研究人员声称,谷歌实验中使用的传统超级计算机(IBM 自己的 Summit 机器)没有得到有效利用,他们认为这解释了令人不快的 10,000 年时滞。
通过针对同一个实验对 Summit 进行不同的校准,IBM 认为“可以在 2.5 天内在经典系统上以更高的保真度对同一任务进行理想的模拟”——研究人员已经发表了博客文章和一个工作文件来证明他们的观点。
鉴于所涉及的研究和概念的技术性和科学性极其深奥,出现这样的争议并不奇怪。 事实上,他们也早有预料。
悉尼大学的量子信息理论家斯蒂芬·巴特利特(Stephen Bartlett)表示:“虽然我们相信某些量子计算是任何传统计算机都无法实现的,但要证明任何特定的过程都不能通过某种合适的技巧来模拟是一个挑战。”告诉《科学警报》上个月。
“我怀疑,在首次声称量子霸权之后,将会出现一段漫长的争论期,科学家们将突破传统超级计算机的极限,寻找一种方法来模拟这些声称的演示。”
事实上,这一技术灰色地带是该领域现在可能在一段时间内关注的焦点,因为研究人员加倍努力,努力测试先进的传统超级计算机的极限,以对抗世界上最先进的超级计算机的能力(但还为时过早)量子计算机。
无论如何,这场争论并没有激怒谷歌领导的研究团队。
“目前估计为 10,000 年的经典模拟时间可能会通过改进经典硬件和算法而缩短,但是,由于我们目前的速度快了 1.5 万亿倍,因此我们可以放心地宣称这一成就,”说来自加州大学圣塔芭芭拉分校的布鲁克斯·福克斯恩(Brooks Foxen)就是其中之一。
谷歌首席研究员约翰·马蒂尼斯(John Martinis)在与媒体的电话会议中表示,IBM 最初的反驳仍然是假设性的,必须得到证实。
“我们期待人们在 Summit 上实际运行这个想法并检查它并检查我们的数据,因为这是科学过程的一部分 - 不仅仅是提出它,而是实际运行它并检查它,”马提尼酒 说。
“与此同时,我们将使我们的量子计算机变得更好。”
尽管有这些主张和反主张,但事实上,几位世界领先的量子计算科学家甚至正在进行这场辩论,这表明量子霸权的地平线,无论多么混乱和有争议,已经达到了。
在谷歌论文的评论文章中,麻省理工学院研究员威廉·奥利弗将谷歌的成就比作莱特兄弟的首次飞行。
“他们的飞机,莱特飞行器,并不是第一架飞行的空中交通工具,它没有解决任何紧迫的运输问题。它也没有预示着飞机的广泛采用或标志着其他运输方式终结的开始,”奥利弗写道。
“相反,这一事件因展示了一种新的操作机制而被人们铭记——比空气重的飞机的自行式飞行。最重要的是该事件所代表的内容,而不是它实际完成的内容。
“第一份关于量子计算霸权的报告也是如此。”
研究结果报告于自然。