Google的“量子至上”计算专长赢得了尊重-即使是来自Microsoft

 
有消息称，由Google领导的研究人员小组在几周前泄漏了一种新型计算机芯片，从而实现了“量子至上性”，但是今天该小组的研究结果发表在《自然》杂志上，使外界对他们所做的事情有了第一眼的印象。他们中的大多数印象深刻。
当然，通常会有一些警告：该项目着眼于随机数生成中的一个特定问题，该问题与日常应用不直接相关，而且Google AI Quantum的Sycamore芯片背后的技术可能要等数年才能投入市场。
然而，计算演示提供了证据，证明量子计算机可以比传统计算机更快地完成某些任务。
谷歌在量子计算领域的竞争对手之一在发给GeekWire的声明中说：“这是量子产业令人激动的科学成就，是迈向可扩展，可行的量子未来的漫长道路上的又一步。”
2月，微软为量子初创企业和开发者建立了自己的网络，仅几周后，该公司与华盛顿大学和太平洋西北国家实验室一起在组织西北量子联盟方面发挥了重要作用。
微软表示：“在过去两年中，我们一直在努力为今天的客户提供量子影响。” “像凯斯西储大学这样的客户正在从我们的量子启发算法中看到真正的收益，并且近20万开发人员通过我们的开源量子开发套件为不断发展的量子经济做出了贡献。”
量子信息科学是联邦政府的技术重点之一。今天的研究启示激起了白宫首席技术官迈克尔·克拉茨奥斯(Michael Kratsios)的《财富》杂志的评论，他说“量子计算的巨大飞跃”是由于“美国无与伦比的创新生态系统”而产生的。
甚至连唐纳德·特朗普总统的女儿和白宫顾问伊万卡·特朗普也参与进来。她在推特上写道：“美国已经实现了量子霸权!”
为什么大惊小怪?
量子计算是计算机科学中最遥远的领域之一，有望在密码学，分子化学，电池材料和高温超导体方面取得突破。
古典计算机基于零和一的基础。相反，量子计算设备利用量子位或量子位，它们可以在处理期间同时保存多个值。按照怪异的量子物理学世界，只有在读出结果时，结果才会折叠为确定的值。
总部位于不列颠哥伦比亚省温哥华市的D-Wave Systems已开发出了一些设备，这些设备使用了一种称为量子退火的技术来进行有限的计算。其他公司，包括Google，Microsoft和IBM，都在尝试通过制造通用量子计算机来走得更远。
并非每种类型的计算问题都适用于量子方法-但是计算机科学家声称，量子计算机在理论上应该比传统计算机更容易解决某些类型的问题。今天发表的论文中描述的实验表明，这种主张不再仅仅是理论上的。
研究人员使用了54比特的Sycamore处理芯片，该芯片集成了快速，高保真的量子逻辑门。该系统旨在降低错误率，而错误率是互连qubit网络的主要缺陷之一。
通过使系统产生逐渐更长的数字序列(对应于随机量子电路的配置)来测试该系统。
Google研究人员John Martinis和Sergio Boixo今天在博客中表示：“我们的机器在200秒内完成了目标计算，根据我们的实验测量，我们确定要花上世界上最快的超级计算机10,000年才能产生类似的输出。” 。
他们说，实验成功地挑战了经典计算机可以有效地实现任何合理的计算模型的假设。这就是“量子至上”一词的含义。
研究人员写道：“有了经典计算机无法合理模拟的第一个量子计算，我们开辟了一个新的计算领域，可供探索。”
IBM对Google的说法表示怀疑，称其Summit超级计算机可以在不到10,000年的时间(准确地说是2.5天)内以更高的保真度执行任务，但是今天Google对IBM的怀疑表示怀疑。
Sycamore量子计算机是完全可编程的，并且可以运行通用量子算法，这意味着未来将有进一步的测试。
“我们的团队已经在研究近期应用，包括量子物理学模拟和量子化学，以及在生成机器学习中的其他新应用，” Martinis和Boixo说。
他们说，他们正在继续努力使Sycamore系统具有更高的容错能力，并将使合作伙伴和学术研究人员可以使用该处理器进行进一步的实验。 “创新的研究人员是创新的最重要资源-现在我们有了新的计算资源，我们希望更多的研究人员能够通过尝试发明有用的东西而进入这一领域，” Martinis和Boixo说。
Martinis和Boixo属于Nature论文的77位作者，该论文的标题为“使用可编程超导处理器的量子至上性”。作者来自Google AI Quantum以及美国宇航局Ames研究中心的Quantum AI实验室(QuAIL)等机构。加州圣塔芭芭拉分校，橡树岭国家实验室和ForschungszentrumJülich。