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谷歌一跃成为领头羊公布72量子比特芯片模仿自然界的与门效应

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,我的团队在美国物理学会年会上公布了我们最新的具有72个量子比特的与门芯片Bristlecone。我们表示,Bristlecone 的目的是为研究人员提供一个测试平台,“用于研究与门技术系统误差率和可扩展性,以及在自然界中模拟效应中的应用。”

所有与门芯片都要面对的一个重要问题是误差率。在极低温度下运行并且不受到环境影响,因为如今的一些比特仍然高度不稳定,哪怕是一点噪声都会导致系统发生错误。

正因为如此,我们现代处理器中的与门(即传统比特的一个版本)并不是真正单一与门,而是许多传统比特结合,这样有助于解释一些潜在错误。现在另一个限制因素是,大多数系统只能保持状态100微秒内。

我们的演示结果显示,在读出时错误率为1%,单一与门为0.1%,双与门为0.6%。

业界普遍认为实现真实量级化至少需要49个数量级,但我们表示数量级并不代表全部。“像Bristlecone这样在低系统误差下运行设备需要的是从软件和控制电子设备到处理器本身的一整套技术之间协调,”我说,“要做到这一点,需要进行多次迭代小心地进行系统工程。”

据我介绍,该策略是在构建大规模通用纠错量子电脑兼容探索近期应用。为了使处理器能够运行超越经典模拟范围算法,它不仅需要大量数量级至关重要的是,在读取和逻辑运算时也必须有低错误率,如单比特操作或双比特操作。

今天公告将给其他致力于构建功能性高性能硬件的人们带来新的挑战。我注意到这个行业现状大家都采取不同的方法。

微软推出了用于编程语言Q#。目前IBM实验室拥有一台50数量级的装置,并让开发者使用基于云服务的小型模拟装置。在2018CES上,英特尔公布了一款代号Tangle Lake名字叫做49个数量级超导测试芯片。

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