《中國經(jīng)濟周刊》 記者 鄭雪 | 北京報道
谷歌量子團隊放出了“大消息”。
12月9日，谷歌在官方博客宣布推出最新的量子芯片Willow。據(jù)介紹，該芯片多項指標都擁有一流性能，并取得了兩項重大成就：一是使用更多量子比特進行拓展，可成倍減少錯誤，解決了量子糾錯領域近30年來一直試圖攻克的關鍵難題；二是在基準測試中，Willow展示了一流性能。
然而，對于芯片的實際效果，有專家提示，不要高估Willow在一次測試中取得的成就。
紛紛擾擾之下，谷歌量子芯片究竟是放出的“王炸”，還是講了一個過于宏大的“故事”？
量子計算機真正實用有戲了嗎
具體來看，該芯片擁有105個量子比特（量子計算中的基本單位）。性能方面，Willow相關表現(xiàn)非常亮眼，不到5分鐘完成了一項計算，而當今最快的超級計算機之一需要1025年才能完成同樣的計算。
糾錯能力方面，Willow實現(xiàn)了錯誤率的指數(shù)級降低�！斑@一歷史性成就在業(yè)界被稱為‘低于閾值’，即能夠在增加量子比特數(shù)量的同時降低錯誤。”谷歌博客寫道。
Nature一篇文章用“真正了不起的突破”形容Willow在準確度方面取得的成就。
量子計算領域，當前學術界需要解決的難題之一便是量子糾錯。
“量子比特是量子計算中的基本信息單元。量子比特的狀態(tài)往往較為脆弱，容易受到外部環(huán)境的干擾而失去量子態(tài)，這就會導致量子比特發(fā)生錯誤，也就需要采取一定的措施來進行糾錯，這便是量子糾錯�！眻D靈量子COO、北京公司總經(jīng)理楊林向《中國經(jīng)濟周刊》記者解釋。
隨著量子比特數(shù)量增多，出現(xiàn)錯誤的概率會隨之增多，糾錯也就變得非常重要。
如何理解Willow糾錯所帶來的影響？“Willow實現(xiàn)了真正有效的糾錯，為下一步制造真正實用的大規(guī)模量子計算機奠定了基礎。”楊林說。
Willow發(fā)布之后，谷歌股價上漲超過5%，并推動量子計算板塊集體上漲。但需要注意的是，從實驗室走向實際應用，也就是距離量子技術大規(guī)模商業(yè)化落地，仍為時尚早。
谷歌量子AI團隊的創(chuàng)始人兼負責人Hartmut Neven在接受媒體采訪時表示，本世紀末之前不會出現(xiàn)能夠進行商業(yè)應用的量子芯片。
“谷歌所選擇的是超導量子路線，該路線仍然需要面對環(huán)境適應性、大規(guī)模測控和可擴展性等方面的挑戰(zhàn)，在這些問題尚未得到有效解決之前，量子芯片難以實現(xiàn)大規(guī)模的商業(yè)化應用�！睏盍终f。
“不要拿蘋果和橘子進行比較”
早在2019年，谷歌便宣稱實現(xiàn)了“量子霸權”，其研制的包含53個有效量子比特的處理器Sycamore，花費約200秒便可完成傳統(tǒng)超級計算機要1萬年才能完成的任務。但IBM團隊則認為該說法誤導公眾。
在量子計算領域，實現(xiàn)量子計算機在特定問題上優(yōu)于經(jīng)典計算機的實驗被國際學術界稱為量子霸權（Quantum Supremacy，又稱量子優(yōu)越性）。
目光轉至當下，Willow究竟有多強，各方仍有爭議。
英國薩里大學計算機專家Alan Woodward說，谷歌使用的是專門為量子計算機量身定做的性能測試工具，測試結果并不意味著Willow相比傳統(tǒng)計算機實現(xiàn)了“全面提速”。Alan警告“不要拿蘋果和橘子進行比較”。
楊林表示，目前所有的量子計算系統(tǒng)，無法在實際應用問題或通用計算問題上達成“量子霸權”，不必糾結于Willow的性能定義爭議，要看到其糾錯能力的進步。
“特定問題上的‘量子霸權’和實際應用問題、通用計算問題上的‘量子霸權’是有區(qū)別的�！睏盍终f，谷歌相關成果很好地推動了特定問題的解決，但在解決實際應用問題上仍需努力。
國內影響幾何
大洋彼岸的風還是吹到了中國。隨著Willow發(fā)布，12月11日，國內量子科技概念股應聲大漲。
值得關注的是，12月17日，由中國科學家研制的105個量子比特的“祖沖之三號”量子計算機相關成果在arXiv線上發(fā)表。數(shù)據(jù)表明，“祖沖之三號”的性能超過2024年10月谷歌發(fā)表的72比特Sycamore處理器6個數(shù)量級，為目前超導量子計算的最強優(yōu)越性。
量子科技，全球競爭。中國科學院院士、中國科學技術大學常務副校長潘建偉表示，經(jīng)過20余年的努力，我國量子科技領域整體已經(jīng)實現(xiàn)了從跟跑、并跑到部分領跑的飛躍。
各國政府陸續(xù)出臺相關政策推動量子科技發(fā)展，中國亦不例外。潘建偉在10月舉辦的2024量子科技和產(chǎn)業(yè)大會上透露，我國正在編制國家量子科技相關規(guī)劃。
談及當下，楊林認為，當前量子科技已經(jīng)到了科技成果產(chǎn)業(yè)化的階段。
他建議，各級政府引導基金、超長期特別國債以及中央企業(yè)創(chuàng)業(yè)投資基金能夠更多關注量子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展，給予長期資本支持。此外，在公共服務平臺、中試（科技成果產(chǎn)業(yè)化的關鍵環(huán)節(jié)）平臺的設置方面，也給予更多支持。
