成立于 2012 年的 Google Quantum AI 取得了重大里程碑,9 日发布了量子芯片 Willow,拥有 105 个量子比特,这款芯片可以通过扩展量子比特的数量显著减少错误,解决了量子计算领域 30 年的技术挑战。
什么是量子计算呢?它主要采用量子力学原理,利用量子比特(qubit)来存储和处理信息,与传统的 0 和 1 两种状态相比,量子比特还可以同时存在于两者之间(称为“叠加态”),且通过量子比特之间的“纠缠”现象,使它们可以以非经典方式协同工作,从而显著提升计算能力。
通过量子计算,能够以比现代机器快几个数量级的速度处理极其复杂的问题,一旦量子计算发展成熟,传统加密技术比如 RSA 可以轻松被破解,能够模拟分子的量子行为,加速研发新药物,将来人工智能的速度和效率也将大幅提升。
在 2019 年,Google 宣布其量子处理器可以在 3 分钟内完成一个数学方程,而超级计算机则需要 10,000 年。现在,Willow 不到 5 分钟就能完成“随机电路采样”(Random Circuit Sampling,RCS)的基准测试,而美国国家实验室的 Frontier 超级计算机需要 10^25 年才能完成。
除了强大的性能,还找到了一种减少量子比特错误的方法,随着量子比特数量的增加,出错频率反而能下降,Google 称之为“量子计算的一大挑战”。