谷歌公司Quantum周三在《自然》雜志披露與Willow芯片相關(guān)的量子計(jì)算突破性進(jìn)展，該公司W(wǎng)illow量子計(jì)算芯片上運(yùn)行了一種算法，這種算法可以在類似的平臺(tái)上重復(fù)運(yùn)行，并且性能超越傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)。谷歌表示，這一突破為量子技術(shù)在未來(lái)五年內(nèi)實(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用鋪平了道路。

谷歌表示，這項(xiàng)被稱為“量子回聲（Quantum Echoes）”的算法具有“可驗(yàn)證性”，意味著可以在另一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)上重復(fù)運(yùn)行。谷歌稱，該算法的運(yùn)行速度比全球最強(qiáng)的超級(jí)計(jì)算機(jī)快1.3萬(wàn)倍。谷歌表示，這些成果結(jié)合在一起，意味著量子計(jì)算在醫(yī)學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域?qū)⒂袕V泛的潛在用途。

谷歌量子AI部門的研究科學(xué)家湯姆·奧布萊恩（Tom O’Brien）表示：

“可驗(yàn)證性這一點(diǎn)非常關(guān)鍵，這是我們邁向現(xiàn)實(shí)世界應(yīng)用的重要一步。實(shí)現(xiàn)這一成果意味著我們正在真正推動(dòng)量子計(jì)算走向主流?！?

媒體稱，這項(xiàng)突破使谷歌更接近真正利用量子計(jì)算所承諾的強(qiáng)大運(yùn)算能力。目前，微軟（Microsoft）、IBM以及眾多初創(chuàng)企業(yè)也正在該領(lǐng)域積極追趕。就在去年12月，谷歌曾宣布“Willow”芯片僅用五分鐘就解決了一個(gè)問題，而同樣的問題若由超級(jí)計(jì)算機(jī)處理，需要10秭（10 septillion）年才能完成。

量子計(jì)算機(jī)通過極微小的電路來(lái)進(jìn)行計(jì)算，與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)類似，但它可以并行計(jì)算，而不是順序執(zhí)行，從而大幅提升速度。盡管多家公司聲稱已建造出性能超越傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的量子平臺(tái)，但它們面臨的最大挑戰(zhàn)一直是如何找到真正有用的應(yīng)用場(chǎng)景。

未參與該研究的計(jì)算機(jī)科學(xué)家阿倫森（Scott Aaronson）對(duì)媒體表示，他對(duì)谷歌取得的進(jìn)展“感到振奮”，因?yàn)樗麄冊(cè)凇耙钥芍貜?fù)的方式超越超級(jí)計(jì)算機(jī)方面”取得了突破，這意味著可以在另一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)上高效驗(yàn)證成果——這正是該領(lǐng)域在過去幾年中最棘手的問題之一。不過，他也提醒稱，前方仍有大量工作要做。

“要從現(xiàn)在走向任何具有商業(yè)價(jià)值的應(yīng)用，或?qū)崿F(xiàn)可擴(kuò)展的容錯(cuò)計(jì)算（這次實(shí)驗(yàn)并未使用），仍然是非常艱難的挑戰(zhàn)?！?

研究人員在另一篇尚未經(jīng)過同行評(píng)審的合作論文中展示，該算法的一種應(yīng)用是通過計(jì)算原子之間的距離來(lái)研究分子結(jié)構(gòu)。這種方法未來(lái)可用于藥物研發(fā)和材料科學(xué)（例如電池設(shè)計(jì)），但谷歌科學(xué)家估計(jì)，要實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用，量子計(jì)算機(jī)的規(guī)模必須比目前的機(jī)器大一萬(wàn)倍。

谷歌研究團(tuán)隊(duì)中包括2025年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主米歇爾·H·德沃雷（Michel H. Devoret）。該團(tuán)隊(duì)表示，他們計(jì)劃繼續(xù)擴(kuò)大機(jī)器規(guī)模并提高計(jì)算精度，以推動(dòng)量子計(jì)算向現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)際應(yīng)用邁進(jìn)。