谷歌的量子计算机迄今为止超越了世界上最快的超级计算机。 47 年的秒算：卡拉帕亚

谷歌正在开发的量子处理器“Sycamore” 量子计算机是一种可以处理称为量子比特（qubit）的信息的计算机，量子比特是量子信息的最小单位。我们平时使用的经典计算机计算都是用“0”和“1”来进行的，也称为经典位。另一方面，除了0和1之外，量子计算机还可以“同时”处理0和1的状态（利用量子力学中一种称为“叠加”的奇怪现象）。这种信息被称为量子比特，这就是为什么量子计算机能够处理比经典计算机更多的信息的原因。谷歌开发的第二代量子处理器“Sycamore”配备了70个这样的量子位。当开发团队检查其性能时，据说它展现了“超越经典计算机的量子计算境界”。图片来源：谷歌量子AI比世界上最好的超级计算机快“47年” 当下世界上最好的超级计算机是美国橡树岭国家实验室开发的世界上第一台百亿亿次计算机Frontier。 “你说的百亿亿次是什么意思？”这意味着它可以在一秒钟内执行 1,000,000,000,000,000,000 次操作（100 万亿次）。这是一个可以执行难以想象的超高速计算的前沿，但我们假设即使是这台超级计算机执行计算也需要 47.2 年。我不知道它需要多少计算量，但根据这个基准测试，Sycamore 可以在短短几秒钟内完成。图片来源：谷歌量子人工智能最终量子霸权？ “量子霸权”是指量子计算机的性能压倒性超越经典计算机。 2019年，谷歌声称凭借其拥有53个量子比特的第一代“Sycamore”实现了量子霸权。据介绍，Sycamore 能够在 200 秒内完成相当于世界上最强大的超级计算机需要 10,000 年的计算。不过，IBM反驳了谷歌的说法，称如果改进算法，同样的超级计算机可以在2.5天内完成。相反，这次用于比较的Frontier可以在6.18秒内完成相同的计算。为此，关于量子计算机是否已经实现量子霸权存在争论。图片来源：Google Quantum AI 将采用一种处理量子噪声的新方法 量子计算机实际上有一个大问题：“量子噪声”。​量子比特极其脆弱，可能会受到外部影响而产生意想不到的结果。正因为如此，尽管它具有压倒性的计算速度，但很难充分利用它。在这项研究中，采用了一种新方法来处理这种量子噪声。它被称为“随机电路采样”，可以最大限度地提高关键操作的速度并降低计算被量子噪声破坏的风险。结果是不同维度的计算性能，比 Frontier 快了 47 年。量子计算机终于达到了量子霸权吗？至少英国量子公司 Riverlane 的一位专家表示，关于我们是否已经达到量子霸权的争论已经解决。该研究经过同行评审的论文目前可在“arXiv”中获取（发布于 2023 年 4 月 21 日）。参考文献：探索量子 AI 园区 | Google Quantum AI / 揭开我们新的量子 AI 园区的面纱 / Google 量子计算机比排名第一的超级计算机快“47 年”/由 hiroching 编写/由 / parumo 编辑