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台积电之谜自然界中的领头羊72量子比特芯片让谷歌跃居前行

每一家大型科技公司,都把量子计算机视为计算领域的下一个重大突破。谷歌、英特尔、IBM、微软以及多个初创公司和科研机构的团队,都在努力实现真正的“量子霸权”——所谓“量子霸权”,指量子计算机的计算能力提升到传统计算机无法企及的程度,以解决传统计算机无法解决的问题。

今天,谷歌量子AI实验室在美国物理学会年会上公布了其最新的具有72个量子比特芯片Bristlecone。谷歌表示,Bristlecone用于研究人员提供一个测试平台,“用于研究量子比特技术系统误差率和可扩展性,以及在自然界中的应用。”例如,对于模拟复杂化学反应或气候模式,这些都是当前超级电脑难以处理的问题。

所有这些新兴科技都要面对的一个重要问题是误差率。由于现有的量子比特仍然高度不稳定,即使是一点噪声都会导致系统发生错误,因此现代处理器中的许多传统比特结合起来来解释潜在错误。这意味着即便目前这样的设备不能称为真正意义上的单一量子的设备,但它们已经能够完成一些复杂任务,比如优化金融交易或药物设计。

业界普遍认为实现真正意义上的50个以上数量级别高效准确运行需要至少49个单独可操控的原位(qubits),但这并不是唯一途径。“像Bristlecone这样低系统误差运行设备,从软件到电子控制再到处理器本身的一整套技术之间协调是关键,”该团队写道,“要做到这一点,我们需要小心地进行多次迭代。”

据报道,该团队构建这种新的类型的大规模通用纠错方案探索近期应用。在将算法超出经典模拟范围时,它们不仅需要大量的qubits,还必须保证低错误率,在读取和逻辑运算中保持精确性,如单比特门和双比特门。

今天这个公告给其他致力于构建功能性的质能转换(quantum computing)项目带来了新的挑战。而且,这种行业还存在不同的方法来达到同样的目标,比如微软推出了专门编程语言Q#;IBM拥有云端模拟功能,而英特尔则展示了一款名为Tangle Lake 的49 qubit 超导测试芯片。这一切都显示出,虽然大家有共同目标,但是路线图可能会有所不同。

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