3分钟搞定超级计算机2万年完成的任务,53-Qubit Sycamore量子计算机让Google取得量子霸权

在一份新的科学出版刊物里,Google声称通过一台53量子进制(Qubit)的量子计算机(Quantum Computer)取得“量子霸权”地位,意味着解决了最先进传统计算机也无法在合理时间内解决的问题。这是目标首次完成,代表量子运算领域的重要里程碑。

虽然“霸权”这个词有点夸张,因为只涉及单一应用,不过表明具备量子进制的量子计算机,尽管离商业化还有很长的路要走,但终于解决了传统晶体管式计算机或超级计算机永远无法解决的难题,这也从根本上证明了量子计算机确实可行。“据我们所知,这个实验代表第一个只能在量子处理器进行的运算,”Google研究人员写道。

除Google外,IBM、微软与Intel在Qubit数方面皆有进展

实验涉及计算某些专用电路输出,并以“经由涉及量子现象的特殊场景产生”的随机生成数字来输入。量子处理器花了200秒时间采样一个量子电路实例100万次,一台超级计算机需要2万年才能完成这项任务。据Google研究人员指出,这实验使用的量子计算机是53-Qubit的Google Sycamore系统,是72-Qubit Bristlecone机器的缩减版,为何采用这个缩减版,Google没有提供理由。

研究人员进一步预测,量子运算性能将以双指数速度增长,这可能指的是每个新量子进制性能会呈现指数性增长,至于量子进制的数量则会以类似摩尔定律的指数速率增长。

《财富》杂志声称英国《金融时报》率先报道这个消息。本周稍早,Google在NASA.gov网站发布了相关论文,但不久后就撤下。Google发言人拒绝发布评论,但《财富》某位消息人士指出,这篇论文可能是通过同侪审查程序前意外发布的。

据报道,量子运算将继续在物理和化学仿真发挥巨大作用,因传统计算机无法仿真复杂的化学物质。一旦量子运算更完善成熟,有望在药物、太阳能技术、投资组合与人工智能的发展方面发挥重要作用。

对一般人来说,很难理解量子计算机到底比一般计算机先进多少。就如量子计算机指南解释那样,这是一台截然不同的机器。传统计算机系统是通过0与1进制运行,然而量子计算机采用同时存在的量子进制。量子计算机是在称为量子力学之亚原子粒子法则下运行。在先进的系统上,理论上可让这些新计算机解决传统机器无法解决的问题。

不久前,量子计算机还像是科幻小说才有的情节。但近年来,包括Google、IBM、微软与Intel等几家公司在扩大量子进制数量方面已取得重大进展。早在2018年,Google就表示,对72-Qubit量子计算机芯片Bristlecone及有机会取得量子霸权地位的发展性感到非常乐观。去年IBM证明了量子计算机可在某些问题优于传统计算机,最近,IBM宣布53-Qubit量子计算机将通过云计算开放大众使用。英特尔则在2018年国际消费性电子展(CES)展示49-Qubit Tangle Lake量子计算机。

(首图来源:shutterstock)