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个量子比特的大型处理器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。”这些应用包括模拟复杂化学反应来发现新药物,或优化交通网络以减少拥堵。
所有现代量子的挑战之一是误差率。由于它们运行于极低温度下且对外部干扰非常敏感,一点噪声都可能导致错误。这就是为什么现在的大多数系统使用许多传统比特组合成单个逻辑比特,这样可以解释一些潜在错误。此外,大多数系统只能保持状态100微秒。
谷歌演示结果显示,读出错误率为1%,单个逻辑比特为0.1%,双重门为0.6%。业界普遍认为实现真正意义上的“霸权”至少需要49个逻辑位,但这个数字并不代表实际数量,因为其他因素也影响了性能,如软件设计和电子设备控制。
虽然实现真正意义上的功能性的55qubit或更高级别的超导环形架构仍然遥远,但我们已经看到了一些重要进步。在拉斯维加斯举行2018国际消费电子展(CES)上,英特尔公布了一款代号Tangle Lake的小型测试芯片,它拥有49个超导环形架构。但这只是一个小小希望,也许不久后,我们将能够亲眼见证这一切成为现实。
最后,不要忘记,有趣的是这个行业目前正在采取不同的方法,比如微软推出了专门用于编程Q#语言,而IBM则让开发者使用基于云服务模拟他们自己的算法,并且有望很快启动50qubit设备。而这种竞争激烈与创新不断增加,使得我们相信即使最困难的问题也能得到解决。