谷歌推出了最新的量子计算芯片Willow，声称它可以在不到五分钟的时间内完成通常需要最快超级计算机不可思议的时间才能完成的任务。
这家科技巨头的公告正值将量子计算机推向市场的竞争加剧之际，包括IBM、微软、亚马逊和英伟达在内的公司正在向下一代技术投资数十亿美元。谷歌表示，Willow可以在实时计算中使用更多的量子比特，从而显著减少量子级别的错误或干扰。
“错误是量子计算中的最大挑战之一，因为量子计算机中的计算单位量子比特倾向于迅速与其环境交换信息，这使得保护完成计算所需的信息变得困难，”谷歌量子人工智能创始人兼负责人哈特穆特·内文在一份声明中表示。“通常，使用的量子比特越多，发生的错误就越多，系统就变得经典，”这意味着系统失去了超位置和纠缠等量子特性，通常是由于量子噪声造成的。
通过解决量子错误纠正中的这一重大挑战，谷歌旨在使量子计算机在生产环境中足够可靠和实用。
量子计算机长期以来被誉为下一个巨大的技术突破，它们将能够更好地解决从气候建模到发现新药物和理解弦理论等问题。量子计算机还将能够破解常用的加密方案，如RSA，因此被视为对基于区块链的系统的潜在威胁。
“错误纠正对量子计算来说是巨大的，而纠正错误的关键在于相干时间；他们能够让量子比特存活更长时间，”Classiq的量子企业发展主任埃里克·加塞尔博士告诉Decrypt。“在进行计算时，它们不会增加太多噪声，这对超导量子比特来说是一个非常好的改进。”
什么是量子计算机
与使用比特（0和1）处理数据的经典计算机不同，量子计算机使用量子比特，它可以处于超位置状态——同时表示0、1或两者。这一独特特性使量子计算机能够同时执行多个计算，并比传统的基于硅的计算更快地探索众多可能性。
纠缠将量子比特连接在一起，使它们的状态相互关联，从而使量子计算机能够解决经典计算机无法解决的问题。
量子计算的商业影响
加塞尔表示，谷歌在Willow方面的进展不仅仅是理论上的。它们正在为量子计算机在未来几年进入商业世界铺平道路。
“谷歌在量子计算方面的进展使得公司在接下来的两到三年内使用量子计算机的可能性大大增加，”加塞尔博士说。“谷歌所推出的这一进展无疑加快了我个人对量子何时开始为公司带来价值的看法。人们已经在研究如何将这些机器放在他们的高性能计算机旁边。”
谷歌将Willow与随机电路采样基准进行了测试，该基准是谷歌量子人工智能部门在2019年开发的。该基准测量量子计算机与经典计算机的性能。虽然Willow的成功展示了显著的进展，但谷歌承认下一个挑战是证明与现实世界应用相关的“有用的、超越经典”的计算。
“真正重要的是它开始为人们赚钱的时候，”加塞尔说。“人们会弄清楚，使用经典计算机还是量子计算机更有意义？这才是真正的基准，我们最终将使用这个标准。”
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