在科技界的竞争激烈中,各大公司都将量子计算机视为下一个重大突破。谷歌、英特尔、IBM、微软以及众多初创企业和科研机构,都在追求实现真正的“量子霸权”,即通过提升量子计算机的计算能力来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展示了他们最新的72个量子比特的处理器Bristlecone。谷歌表示,这款处理器旨在为研究人员提供一个测试平台,以研究系统误差率和可扩展性,以及应用于量子模拟、优化和机器学习领域。
面对的是一个重要挑战,那就是误差率。在极低温度下运行且不受环境影响是现代量子计算机所需条件,因为现今的量子的稳定性仍然非常脆弱,一点噪声也能导致错误发生。因此,现代处理器中的每个“单一”量子比特实际上是许多传统比特组合而成,有助于解释潜在错误。此外,大多数系统只能保持状态100微秒内。
根据谷歌演示结果,该设备读出错误率为1%,单个比特有0.1% 的错误率,而双比特门则有0.6% 的错误率。
业界普遍认为实现真正的“量子霸权”至少需要49个数量级,但谷歌强调虽然拥有大量数量级很重要,但并不足以构建功能型设备。“像Bristlecone这样的设备,在低系统误差下运行,不仅需要从软件到控制电子设备再到处理器本身的一整套技术协同工作,还需要跨越多次迭代进行精心设计。”
据报道,为了使其能够超越经典模拟范围算法运行,它不仅需要大量数量级,更重要的是它必须具备低水平的读取与逻辑运算时出现错误,如单比特门和双比特门。而这又引发了一场新的竞争:谁能先推出具有更高准确度并且规模更大的功能型设备?
微软推出了用于编程语言Q#;IBM拥有一台50个数量级的大型芯片,并允许开发者使用基于云服务的小型模拟版本;而英特尔则展示了一款名为Tangle Lake但只含49个数量级的小型测试芯片。这一切都表明,无论是在哪方面,我们正处于一次巨大的变革之中——科技行业正在向着更加前沿、高效和复杂的地平线迈进。