据英国《金融时报》报道,本周,美国宇航局网站上发表了谷歌研究人员的一篇论文,宣称谷歌已经实现了“量子霸权”,这是量子计算领域的一个重要里程碑。

谷歌以及ibm、微软和英特尔等大型科技公司和初创企业一直致力于构建量子计算机,这是一种基于与传统计算机完全不同的架构的新型计算机。尽管这一声明不是官方的,但科学家和行业专家一直期待谷歌生产出一台能够达到这一里程碑的量子计算机——一台能够执行经典计算机无法执行的计算的量子计算机。

关键是,在经典的计算机系统中,问题被抽象为一个称为位(1和0)的两位交换系统,它们通过逻辑规则相互作用。量子计算机基于量子位,也就是量子位,这也是两个位置的开关。它们通过亚原子粒子遵循的相同规则相互作用,这被称为量子力学。

据说这种量子结构能够使量子计算机解决一系列经典计算机在合理时间内无法解决的问题,包括密码学和分子建模中的问题。然而,在相干时间内维持量子比特量子行为的困难阻碍了研究人员证明任何形式的量子加速。

英国《金融时报》报道称,他们看到谷歌的一份出版物声称,该公司的量子处理器可以“在3分20秒内完成计算,相当于今天最先进的经典计算机峰会的约10,000年计算时间”——这证明了量子的优越性。谷歌尚未回复置评请求。显然,谷歌对于何时以及如何发布消息一直很谨慎。

关于量子计算机的实际性能,我们没有太多细节,也无法独立核实英国《金融时报》的报告。然而,前面的提议基本上是在比较量子计算机和模拟随机量子电路的经典计算机。我们早就知道谷歌一直在测试一款名为bristecone的72位设备,希望用它来实现量子霸权。这一成就并不令人惊讶。英国《金融时报》报道称,这项重要的实验是用代号为“sycamore”的53量子位处理器完成的。

与经典计算机相比,这些量子器件的独特性决定了这将是一个重要的早期里程碑。但是,在量子计算机能够真正证明量子的实用性之前,我们还有很长的路要走。这将要求研究人员增加他们的相干时间并引入纠错方案,即把多个量子位组合成一个量子位,以确保量子计算机输出它应该输出的答案。

“我们一直在进一步探索量子计算的潜力,显然谷歌最近对量子霸权的更新是一个值得注意的里程碑。但是,实现商业上可行的量子计算机需要跨多个技术支柱的进步,”英特尔量子硬件主管詹姆斯克拉克说。

科学家甚至可能不认为谷歌的声明是有效的。最重要的是,如果一台超级计算机需要10,000年来测试量子计算机产生的答案,你怎么知道量子计算机一开始就得到正确的答案?