谷歌量子计算成果登Nature 150周年特刊封面，200秒得出超算运行1万年后结果

与经典计算机相比，该系统在算力上实现了指数级增加，达到了量子计算领域里程碑式的突破。

当地时间10月23日，Nature将150周年特刊封面给了谷歌的量子计算成果，以表彰它在量子计算领域研究上的“一大步”。

这一次，谷歌是在“量子优越性”细分方向上取得了重大突破，其中量子优越性是指用量子电脑解决古典电脑实际上解决不了的问题。

据悉，在实验中，谷歌用一台54位量子比特的量子计算机在非常短的时间内就完成了世界第一超算需要计算1万年的计算任务，当时仅耗时约3分20秒（200秒）。这一成果最初出现在今年9月NASA官网上的一篇名为《Quantum supremacy using a programmable superconducting processor》的论文，引发业内广泛关注也受到了质疑，后来很快就被删除了，如今在刚刚出版的Nature杂志150周年特刊上，这篇论文再次出现，也意味着成果的真实性已经被证实。

论文公布的信息显示，谷歌的量子计算机采用了自研的由54个量子比特组成的名为Sycamore的处理器，该处理器包含一个二维网格，网格中的每个量子比特与其他四个相连，所以芯片具有足够的连通性，可以快速交互。实验中由于有1个量子比特无法有效工作，处理器实际只用了53个量子比特。

基于Sycamore处理器，谷歌改进了具有增强并行性的双量子比特门，实现了在同时操作多个门情况下依然能够可靠地记录，这也是此次成果最大的亮点。

总的来说，与经典比特所能达到的计算空间相比，Sycamore处理器利用量子叠加和量子纠缠实现了计算能力指数级的增加，同时研究团队开发了可以保证较高的运算保真度（高达 99.99%）纠错流程，确保了量子计算机的计算稳定性。

为了测试该系统，团队设计了一项对量子电路产生的100万个随机数字进行采样的任务，这对经典计算机来说难度非常之高，而量子处理器在200秒左右从量子电路中完成了样本的采集。

对此，谷歌 CEO 桑达尔·皮查伊第一时间发文表示祝贺，“随着我们扩展了计算的可能性，我们也解锁了全新的计算。对于科学技术领域的研究者来说，这是人们期待已久的一句‘Hello World’——迄今为止，量子计算实用化最有意义的一个里程碑，我们可以把它比作为人类打造出了第一个脱离地球引力束缚，触碰太空边缘的火箭。”

不得不说，在量子计算领域，谷歌和IBM一直难分高下，也处于常年的竞争状态。这一次在谷歌Nature论文发表的前一天，IBM研究人员也发表了自己的观点，称谷歌并未充分利用超级计算机的存储潜力，暗示量子霸权的竞争仍在继续。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-019-1666-5.pdf

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