科技巨頭谷歌發(fā)布新的量子芯片，推動量子計算技術前進。
當地時間12月9日，美國科技巨頭谷歌發(fā)布最新的量子芯片Willow（柳樹）以及基于該芯片的量子計算機。雖然該發(fā)布一開始僅在學界引發(fā)了一些討論，隨著特斯拉CEO埃隆馬斯克（Elon Musk）和谷歌CEO桑德皮查伊（Sundar Pichai）在社交平臺上圍繞該芯片展開對話，使其受到了更多人的關注。
Willow芯片解決30年前提出的“量子糾錯閾值”挑戰(zhàn)
目前，量子計算仍是一個較為小眾的概念，但其已有數十年的發(fā)展歷史。
20世紀80年代，諾貝爾獎獲得者理查德費曼等人提出構想，基于作為量子特性的量子疊加和量子糾纏構建“量子計算”。科學家們認為，相較于電子計算機，量子計算機理論上的運算能力將有幾何級數的增長，有望成為下一代信息革命的關鍵動力。傳統(tǒng)計算機使用二進制數字，即比特，是1或0，量子計算中的基本單位是量子比特，以量子態(tài)表示和存儲信息，量子態(tài)是0和1的混合。
量子芯片Willow內含105個物理量子比特，其前身為谷歌旗下的Sycamore量子處理器，需要在接近絕對零度的實驗室環(huán)境中發(fā)揮最佳性能。據谷歌研究團隊發(fā)布的文章介紹，Willow芯片達成了兩個重要成就。
首先，隨著芯片里量子比特數量的增多，通過改進芯片中的量子比特，Willow可以成倍地減少計算錯誤。這解決了量子糾錯領域的一個被稱為“量子糾錯閾值”的關鍵挑戰(zhàn)，即從理論上來看，在一個系統(tǒng)中使用的量子比特越多，錯誤就會越多。該挑戰(zhàn)在1995年被提出，學界已對其研究了近30年。沒有高效的糾錯機制，量子計算就無法投入實際應用。
谷歌實驗室的研究科學家Michael Newman表示，為了實現(xiàn)量子糾錯，需要將許多物理量子比特聚集到一起，讓它們協(xié)同工作并形成一個邏輯量子比特：“每次我們增加邏輯量子比特，或者進行差異化分組，從3×3、5×5再到7×7的物理量子位陣列，錯誤率都沒有出現(xiàn)上升，實際上一直在下降。我們每一次增加集合的尺寸，都會使錯誤率下降兩倍。”
其次，Willow在不到5分鐘的時間內完成了一個標準的基準計算，而如果要當今世界上一個最快的超級計算機完成同樣的計算，也需要10^25（10的25次方）年（10000000000000000000000000年）的時間，這個時間長度已經超過了已知宇宙的年齡。
不過，值得注意的是，谷歌量子計算機進行的數學計算是一項專門用于衡量量子計算進展的測試，而不是一項可能在其他領域有用的任務。
對此，谷歌CEO皮查伊在X（原推特）上發(fā)布了Willow芯片的介紹，引來了馬斯克的點贊。在皮查伊回復“我們應該用星艦在太空中建立一個量子集群”后，馬斯克表示“確實如此”。
馬斯克表示Willow的技術令人驚嘆。來源：X平臺
除了馬斯克以外，人工智能新銳巨頭OpenAI的CEO山姆奧特曼（Sam Altman）也轉發(fā)了皮查伊的推文，并回應稱“熱烈祝賀”。
12月10日，谷歌（Nasdaq：GOOGL）股價大漲5.59%收于每股185.17美元，總市值2.27萬億美元。
A股市場也有所表現(xiàn)，12月11日，量子技術概念股盤初活躍，星光股份（002076）、格爾軟件（603232）、復旦復華（600624）漲停，國盾量子（688027）、神州信息（000555）等集體高開。
量子計算解決現(xiàn)實世界問題仍需時間
理論上來看，量子計算機將能夠處理更大量的數據，從而在醫(yī)學、科學和金融等領域取得突破，也將對加密貨幣市場造成挑戰(zhàn)。對于Willow的發(fā)布及其價值，一些學者認為這是量子計算領域一個重要的突破口，但也有專家指出，距離該技術真正走入現(xiàn)實還需要一定時間。
英國薩塞克斯大學量子技術教授Winfried Hensinger表示，在展示量子計算機處理運算中錯誤方面，谷歌的Willow芯片確實是一塊“新的里程碑”。不過，Hensinger亨辛格也表示，Willow的規(guī)�！叭匀惶�，無法進行有用的計算”，量子計算機需要“數百萬量子比特”來解決真正重要的行業(yè)問題。
哈佛大學物理學教授、量子計算初創(chuàng)公司QuEra聯(lián)合創(chuàng)始人Mikhail Lukin表示，Willow芯片的出現(xiàn)只是量子計算近年來迅速發(fā)展的一個縮影：“當量子計算最初被設想出來時，許多人包括該領域的許多領導者都認為它永遠不會成為現(xiàn)實。但過去一年發(fā)生的事情表明，這項技術不再只屬于科幻小說。人們不再懷疑這項計劃能否實現(xiàn)，現(xiàn)在的問題是：什么時候能實現(xiàn)？”
加州理工學院理論物理學家John Preskill表示：“我們希望，這些機器將能夠運行人們真正關心的程序。盡管可能還需要幾十年的時間，我們最終會看到量子計算對日常生活的影響�！�
而風險投資公司Runa Capital的合伙人Francesco Ricciuti認為，谷歌所宣稱的成功僅限于“沒有真正的實際用處的任務和基準”：“我們需要一個量子ChatGPT時刻。但現(xiàn)在可能還不是時候。”
