谷歌称量子芯片 “Willow” 现重大突破：算法可重复验证，五年内或迎实用化

谷歌公司 Quantum 周三在《自然》杂志披露与 Willow 芯片相关的量子计算突破性进展，该公司 Willow 量子计算芯片上运行了一种算法，这种算法可以在类似的平台上重复运行，并且性能超越传统超级计算机。谷歌表示，这一突破为量子技术在未来五年内实现实际应用铺平了道路。 谷歌表示，这项被称为 “量子回声（Quantum Echoes）” 的算法具有 “可验证性”，意味着可以在另一台量子计算机上重复运行。谷歌称，该算法的运行速度比全球最强的超级计算机快 1.3 万倍。谷歌表示，这些成果结合在一起，意味着量子计算在医学和材料科学等领域将有广泛的潜在用途。 谷歌量子 AI 部门的研究科学家汤姆·奥布莱恩（Tom O’Brien）表示： “可验证性这一点非常关键，这是我们迈向现实世界应用的重要一步。实现这一成果意味着我们正在真正推动量子计算走向主流。” 媒体称，这项突破使谷歌更接近真正利用量子计算所承诺的强大运算能力。目前，微软（Microsoft）、IBM 以及众多初创企业也正在该领域积极追赶。就在去年 12 月，谷歌曾宣布 “Willow” 芯片仅用五分钟就解决了一个问题，而同样的问题若由超级计算机处理，需要 10 秭（10 septillion）年才能完成。 量子计算机通过极微小的电路来进行计算，与传统计算机类似，但它可以并行计算，而不是顺序执行，从而大幅提升速度。尽管多家公司声称已建造出性能超越传统计算机的量子平台，但它们面临的最大挑战一直是如何找到真正有用的应用场景。 未参与该研究的计算机科学家阿伦森（Scott Aaronson）对媒体表示，他对谷歌取得的进展 “感到振奋”，因为他们在 “以可重复的方式超越超级计算机方面” 取得了突破，这意味着可以在另一台量子计算机上高效验证成果——这正是该领域在过去几年中最棘手的问题之一。不过，他也提醒称，前方仍有大量工作要做。 “要从现在走向任何具有商业价值的应用，或实现可扩展的容错计算（这次实验并未使用），仍然是非常艰难的挑战。” 研究人员在另一篇尚未经过同行评审的合作论文中展示，该算法的一种应用是通过计算原子之间的距离来研究分子结构。这种方法未来可用于药物研发和材料科学（例如电池设计），但谷歌科学家估计，要实现这些应用，量子计算机的规模必须比目前的机器大一万倍。 谷歌研究团队中包括 2025 年诺贝尔物理学奖得主米歇尔·H·德沃雷（Michel H. Devoret）。该团队表示，他们计划继续扩大机器规模并提高计算精度，以推动量子计算向现实世界的实际应用迈进。