量子计算机有望彻底改变建模和计算。通过利用量子力学的特殊定律,他们可以执行即使是最快的超级计算机也需要数十亿年才能完成的计算。建造和操作量子计算机面临许多挑战,虽然距离这些设备还有很长的路要走,但一些组件已经打破了记录。
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几年来,不同的组织和私营公司一直在宣布“量子霸权”,即量子处理器比普通处理器更快地进行计算的能力会。这一记录的最新保持者是“祖冲之三”,这是一种由 105 个量子位(普通计算机位的量子等价物)组成的超导量子计算原型。
中国研究人员表示,相比之下,目前第二强大的超级计算机 Frontier 需要近 60 亿年的时间才能完成祖冲之三号在几分钟内就能完成的任务。最强大的超级计算机,,最近才上线,所以是否能节省时间还有待观察。
手头的任务称为随机电路采样(RCS),这是一个完善的(尽管偶尔有争议的)量子计算基准,没有特定的应用程序。基本上,处理器生成随机量子电路并评估其输出,量子计算机在这方面比普通计算机做得更好。
“为了评估其能力,团队在系统上进行了83量子位、32层随机电路采样任务。与当前最优经典算法相比,计算速度超越了世界上最强大的超级计算机15个数量级。”陈述中国科学技术大学教授表示。 “此外,它的性能比谷歌去年10月发布的最新结果高出6个数量级,确立了迄今为止超导系统中最强的量子计算优势。”
如果数字得到证实,这意味着祖冲之三号的RCS速度比Frontier快200亿倍,比谷歌的Sycamore快约100万倍。这款新芯片似乎并不比谷歌的 Willow 更快;根据山景公司的新闻稿,Willow 的速度比祖冲之三号快 100 亿倍。
这些处理器可以做一些有趣的事情,但它们并不是改变一切的量子计算机。根据我们目前的知识、技术和方法,现有的量子处理器仍然缺乏实际用途。事实上,谷歌去年就推出了提供 500 万美元用于寻找量子计算机的实际用途。然而,几周前展示了一个有趣的应用程序,当时用于模拟宇宙可能终结的简化版本。为此你确实需要一台量子计算机。
该研究发表在期刊上物理评论快报。









