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谷歌量子芯片跃升领头位置72个量子比特如同森林中的巨树支撑着科技进步的生态系统

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个量子比特的大型集成电路Bristlecone。谷歌表示,Bristlecone是为了提供一个测试平台,“用于研究量子比特技术中的系统误差率和可扩展性,以及在自然科学模拟中应用。”这项技术有助于我们更好地理解自然界复杂现象,比如如何预测天气变化或者揭示物质结构。

所有量子的梦想都要面对的一个重要挑战是误差率。这些超级电脑一般需要运行在极低温度下(毫开尔文),且需要保证其不受到环境噪声影响,因为目前最先进的单个粒子的状态仍然非常脆弱,一点小错误都会导致整个系统崩溃。

正因为如此,现代处理器中的每一个“quantum bit”(qubit)并不是真正意义上的单一粒位,而是一种将许多传统比特结合起来以提高稳定性的技术。这使得它们能够容忍更多的小错误,同时保持高效运算。

然而,这并不意味着我们已经达到目的地。大多数系统目前只能维持100微秒内的一致状态,这对于完成复杂任务来说显然不足。而且,大部分设备读取数据时仍然存在1%左右的错误率,对于双重操作则可能达到0.6%以上,这些都是阻碍进一步发展的问题。

尽管如此,业界普遍认为实现真正意义上的“quantum supremacy”,至少还需要49个qubits,但谷歌表示这只是开始。“像Bristlecone这样设计能在极低误差下运行的是由软件与硬件之间协调合作构建而成,”该团队解释道,“这一切要求精心规划和迭代。”

据此,我们可以看出,无论是在科学探索还是未来应用中,每一步都需要细心考察,从控制电子设备到处理器本身,每一处都必须谨慎考虑才能成功推动前进。在这个竞争激烈但充满希望的人类科技旅程中,每一次突破都让我们走得更远,更接近那个神秘而又令人向往的地平线。

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