谷歌實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán) 什么是量子霸權(quán)有何作用

　　1萬年和200秒

　　到底什么是“量子霸權(quán)”?

　　2012年，美國加州理工學(xué)院理論物理學(xué)家約翰•普瑞斯基爾(John Preskill)提出了這一概念，指量子計(jì)算機(jī)可以做到經(jīng)典計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)不了的事。

　　《自然》網(wǎng)站報(bào)道指出，量子計(jì)算機(jī)的工作方式與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)有根本的不同：傳統(tǒng)比特(bit)不是“1”就是“0”，但是量子比特(qubit)可以同時(shí)以多種狀態(tài)存在。

　　理論上，當(dāng)量子比特“不可避免地”連結(jié)在一起時(shí)，物理學(xué)家可以利用它們波狀量子態(tài)之間的干擾來進(jìn)行計(jì)算。不通過這種方式，相關(guān)計(jì)算可能要花費(fèi)數(shù)百萬年的時(shí)間。

　　具體來看，谷歌研制的“西克莫”量子芯片包含54個(gè)量子比特，每個(gè)量子比特都由超導(dǎo)環(huán)組成。由于有1個(gè)量子比特?zé)o法有效工作，芯片實(shí)際只使用了53個(gè)量子比特。

　　報(bào)告顯示，“西克莫”所進(jìn)行的運(yùn)算，是要證明一個(gè)隨機(jī)數(shù)字生成器符合“隨機(jī)”的標(biāo)準(zhǔn)。即使是現(xiàn)存最先進(jìn)的傳統(tǒng)超級計(jì)算機(jī)“頂點(diǎn)(Summit)”，對量子電路的一個(gè)實(shí)例取樣100萬次也要耗時(shí)1萬年，但“西克莫”僅用200秒便完成了運(yùn)算。

　　谷歌量子計(jì)算團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人哈特穆特•尼文(Hartmut Neven)表示，該公司實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”的是無懈可擊的。即使外部研究人員縮短了進(jìn)行傳統(tǒng)模擬的時(shí)間，量子硬件也在不斷改進(jìn)——這意味著在這個(gè)問題上，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)不太可能迎頭趕上。

　　“看來谷歌給了我們第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，證明量子加速在真實(shí)世界的系統(tǒng)中是可以實(shí)現(xiàn)的。”澳大利亞新南威爾士大學(xué)量子物理學(xué)家米歇爾•西蒙斯(Michelle Simmons)說。

　　美國得州大學(xué)奧斯汀分校的理論計(jì)算機(jī)科學(xué)家斯科特•阿倫森(Scott Aaronson)認(rèn)為，雖然谷歌上述成果的實(shí)際應(yīng)用有限，“假設(shè)它是成立的，那么科學(xué)成就是巨大的。”

　　事實(shí)上，早在上月底，谷歌相關(guān)研究報(bào)告的早期版本就出現(xiàn)在NASA網(wǎng)站上，但隨后被迅速刪除。美國《財(cái)富》雜志當(dāng)時(shí)援引谷歌消息人士稱，報(bào)告被撤回是因?yàn)樵撗芯可形唇?jīng)過同行評議。