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量子比特的量子处理器Bristlecone。谷歌表示,Bristlecone的目的是为研究人员提供一个测试平台,“用于研究量子比特技术的系统误差率和可扩展性,以及在量子模拟、优化和机器学习中的应用。”所有这些都发生在大自然之中,如同一场自然界的大师级别演示。
所有量子计算机都要面对的一个重要问题是误差率。即使是在极低温度下运行(毫开尔文),且需要保证其不受到环境影响,因为如今的量子的状态仍然高度不稳定,一点噪声都会导致系统发生错误。在这样的背景下,大自然也以自己的方式展示着它对精确性的尊重,每一次落叶都是精确无误地完成了生命循环。
正因为如此,现代量子的设计并不是简单的一步到位,而是许多传统比特结合,这样有助于解释一些潜在的问题。而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。这就像大自然中的植物需要适应季节变化一样,不断调整自己以适应外界条件。
谷歌演示系统结果显示,读出错误率为1%,单个粒子的错误率为0.1%,两个粒体门之间则有0.6% 的可能出现偏差,这些数据就像是天空中星星闪烁一样准确而又美丽。
业界普遍认为实现真正意义上的“领头羊”至少需要49个粒体,但谷歌表示粒体并不代表一切。“像Bristlecone这样在低系统误差下运行设备,”该团队写道,“要求从软件和控制电子设备到处理器本身的一整套技术协调工作。”这是一场与人类智慧竞争的情景,就像人类追求科学进步一样,不懈努力,是为了更好的明天。
据说,在某种程度上,对于构建这样的未来,我们可以从现实世界寻找灵感。大自然中存在着各种形式的事物,它们似乎遵循着一种独特而精密的心法。我们是否能将这种心法应用于我们的工程项目呢?这就是我们探索未知世界时所面临的一个巨大的挑战,也许答案就在我们的脚边,只等我们去发现。