科技巨頭谷歌又給科技圈帶來“億點(diǎn)點(diǎn)”震撼。

美東時(shí)間12月9日，谷歌宣布最新量子計(jì)算芯片 Willow問世，其性能強(qiáng)的逆天、快的可怕。

其中，Willow有兩項(xiàng)重大技術(shù)突破：解決了30多年來一個(gè)關(guān)鍵難題——指數(shù)級減少錯(cuò)誤;性能實(shí)現(xiàn)宇宙級突破。

Willow的橫空出世，也意味著量子計(jì)算即將迎來一個(gè)新紀(jì)元。

超強(qiáng)兩大突破

首先，指數(shù)級減少錯(cuò)誤。

錯(cuò)誤是量子計(jì)算面臨的最大挑戰(zhàn)之一。通常使用的量子比特越多，錯(cuò)誤就會越多，系統(tǒng)就會變得像經(jīng)典系統(tǒng)一樣。

所以，如何有效地進(jìn)行量子糾錯(cuò)成為了實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量子計(jì)算的關(guān)鍵難題。

自1995年P(guān)eter Shor提出量子糾錯(cuò)理論以來，科學(xué)家們一直在努力尋找有效的方法來糾正量子計(jì)算中的錯(cuò)誤。

谷歌稱，Willow成功實(shí)現(xiàn)了一種邏輯誤差低于表面碼閾值的量子誤差糾正方案，讓量子糾錯(cuò)30年來“低于閾值”的目標(biāo)成為現(xiàn)實(shí)。

谷歌在《自然》雜志上發(fā)表的研究結(jié)果顯示，其測試了從 3x3、5x5 到 7x7 不同大小的量子比特網(wǎng)格，每次都能將錯(cuò)誤率減半。

作為首個(gè)低于閾值的系統(tǒng)，這是迄今為止構(gòu)建的可擴(kuò)展邏輯量子比特最令人信服的原型。

且有力地表明，實(shí)用的超大型量子計(jì)算機(jī)確實(shí)可以構(gòu)建。Willow 讓我們更接近運(yùn)行傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)上無法復(fù)制的實(shí)用、商業(yè)相關(guān)算法。

其次是，5分鐘吊打超級計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)宇宙級突破。

谷歌進(jìn)行了目前量子計(jì)算機(jī)上最難的經(jīng)典基準(zhǔn)測試。

在RCS標(biāo)準(zhǔn)測試基準(zhǔn)中，Willow能在5分鐘內(nèi)完成計(jì)算測試，而當(dāng)今最快的超級計(jì)算機(jī)來進(jìn)行測試都最少需要10個(gè)septillion年。

也就是10^25年，大約100億億年，其計(jì)算能力只能用恐怖來形容。

而當(dāng)前世界最快的超級計(jì)算機(jī)完成同樣的任務(wù)，最少需要花費(fèi)10^25年的時(shí)間，也就是大約100億億年。

如果要寫出來，則是 10,000,000,000,000,000,000,000,000 年。

這個(gè)數(shù)字遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了物理學(xué)中的已知時(shí)間尺度，甚至比宇宙的年齡還長。

量子硬件總監(jiān) Julian Kelly 介紹 Willow 及其突破性成就的視頻

“Wow”聲一片!

在谷歌CEO皮查伊在社交平臺X上官宣Willow后，立馬引來了馬斯克“Wow”聲。

皮查伊還建議，有朝一日用SpaceX的星艦在太空里建個(gè)量子集群。

馬斯克則回應(yīng)“這很可能會發(fā)生”。他認(rèn)為，任何有自尊心的文明都應(yīng)該至少達(dá)到卡爾達(dá)舍夫 II 型。

目前只達(dá)到了I型的<5%，要達(dá)到30%，所以需要在所有沙漠或高度干旱地區(qū)安裝太陽能板。

此外，走在AI最前線的OpenAI的首席執(zhí)行官Sam Altman也特意點(diǎn)贊轉(zhuǎn)發(fā)，以表祝賀。

就在同一天，OpenAI也發(fā)布了Sora視頻大模型新品。所以皮查伊也回禮表示：“多元宇宙未來的量子+AI即將到來，也恭喜o1發(fā)布!”

業(yè)內(nèi)人士紛紛對此驚嘆：這或許意味著，未來幾秒鐘就能訓(xùn)練一個(gè)萬億參數(shù)的AI模型。

至于Willow 的下一步計(jì)劃，谷歌稱，在2012年創(chuàng)立Google Quantum AI 時(shí)，愿景是構(gòu)建一臺實(shí)用的大型量子計(jì)算機(jī)，利用量子力學(xué)(我們今天所知的自然界的“操作系統(tǒng)”)推動(dòng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)、開發(fā)有用的應(yīng)用程序和解決一些社會最大挑戰(zhàn)，從而造福社會。

作為 Google Research 的一部分，團(tuán)隊(duì)已經(jīng)制定了長期路線圖，而 Willow 則推動(dòng)其朝著商業(yè)相關(guān)應(yīng)用的方向邁進(jìn)。

該領(lǐng)域的下一個(gè)挑戰(zhàn)是展示當(dāng)今量子芯片上第一個(gè)“有用的、超越經(jīng)典”的計(jì)算，該計(jì)算與實(shí)際應(yīng)用相關(guān)。

谷歌團(tuán)隊(duì)樂觀地認(rèn)為Willow一代芯片可以幫助他們實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

迄今他們已經(jīng)進(jìn)行了兩種不同類型的實(shí)驗(yàn)：

一是運(yùn)行RCS基準(zhǔn)測試，衡量了與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的性能，但尚無實(shí)際的商業(yè)應(yīng)用;二是對量子系統(tǒng)進(jìn)行了科學(xué)上有趣的模擬，這推動(dòng)了新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，但仍在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的范圍內(nèi)。

其目標(biāo)是同時(shí)完成這兩件事——進(jìn)入傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)無法企及的算法領(lǐng)域，這些算法對現(xiàn)實(shí)世界的商業(yè)相關(guān)問題有用。

來源：格隆匯

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