谷歌再度跑在量子競(jìng)賽前沿。最新發(fā)布的“量子回聲”算法不僅以可驗(yàn)證方式超越超級(jí)計(jì)算機(jī)，更讓量子技術(shù)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用進(jìn)入倒計(jì)時(shí)。

谷歌母公司Alphabet(GOOGL.O)旗下的量子計(jì)算團(tuán)隊(duì)在其“Willow”量子芯片上成功運(yùn)行了一種可在其他類似平臺(tái)上重復(fù)執(zhí)行、并能超越傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)性能的算法。谷歌表示，這一突破為量子技術(shù)在未來(lái)五年內(nèi)實(shí)現(xiàn)實(shí)用化應(yīng)用鋪平了道路。

這項(xiàng)名為“量子回聲”（Quantum Echoes）的算法，詳細(xì)內(nèi)容發(fā)表于本周三的《自然》（Nature）期刊上。谷歌指出，該算法具有可驗(yàn)證性，也就是說(shuō)它可以在另一臺(tái)量子計(jì)算機(jī)上被重復(fù)運(yùn)行。同時(shí)，其運(yùn)行速度比全球最強(qiáng)超級(jí)計(jì)算機(jī)快了一萬(wàn)三千倍。谷歌表示，這一系列進(jìn)展顯示出量子計(jì)算在醫(yī)學(xué)研究與材料科學(xué)領(lǐng)域的廣泛潛力。

“可驗(yàn)證性是關(guān)鍵，它意味著我們向量子技術(shù)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用邁出了巨大一步。”谷歌量子人工智能團(tuán)隊(duì)的研究科學(xué)家湯姆·奧布萊恩（Tom O’Brien）表示，他領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究的完成?！斑@一成果標(biāo)志著我們正在真正逼近量子技術(shù)走向主流的那一刻?！?/p>

在此消息推動(dòng)下，Alphabet股價(jià)周三一度上漲2.4%。

這一突破使谷歌距離實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算所承諾的強(qiáng)大處理能力更近一步。微軟、IBM以及眾多初創(chuàng)企業(yè)也在積極追求這一目標(biāo)。去年十二月，谷歌曾宣布，其Willow芯片在五分鐘內(nèi)解決了一道傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)需耗時(shí)一千仟兆年的難題。

量子計(jì)算機(jī)與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)一樣利用微小電路進(jìn)行運(yùn)算，但不同的是，它們能夠并行執(zhí)行計(jì)算，而非按順序進(jìn)行，因此速度極快。盡管多家公司已聲稱其量子平臺(tái)性能超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)，但關(guān)鍵挑戰(zhàn)仍在于找到實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景。

未參與此次研究的計(jì)算機(jī)科學(xué)家斯科特·阿倫森（Scott Aaronson）在郵件中表示，他對(duì)谷歌能夠以可重復(fù)、可驗(yàn)證的方式超越超級(jí)計(jì)算機(jī)的進(jìn)展“感到非常振奮”，并稱這是“過(guò)去數(shù)年量子計(jì)算領(lǐng)域最大的難題之一”。不過(guò)他也提醒道，前路仍然漫長(zhǎng)。

“要從這一成果邁向商業(yè)化應(yīng)用，或者實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展的容錯(cuò)機(jī)制（此次實(shí)驗(yàn)并未使用），都還面臨巨大挑戰(zhàn)?！卑惿瓕懙?。

在另一篇尚未經(jīng)過(guò)同行評(píng)審的合作論文中，科學(xué)家展示了該算法的一種潛在用途——通過(guò)計(jì)算原子間的距離來(lái)研究分子結(jié)構(gòu)。該方法可應(yīng)用于藥物研發(fā)與材料科學(xué)，例如電池設(shè)計(jì)。不過(guò)谷歌研究團(tuán)隊(duì)估算，要實(shí)現(xiàn)這些應(yīng)用，需要比現(xiàn)有設(shè)備大一萬(wàn)倍的量子計(jì)算機(jī)。

包括2025年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主米歇爾·德沃雷（Michel H. Devoret）在內(nèi)的谷歌團(tuán)隊(duì)表示，他們將繼續(xù)通過(guò)擴(kuò)大規(guī)模并提升計(jì)算精度，推動(dòng)量子計(jì)算機(jī)邁向現(xiàn)實(shí)世界的實(shí)用階段。

“未來(lái)當(dāng)我們擁有更大規(guī)模的量子計(jì)算機(jī)時(shí)，就能夠運(yùn)行經(jīng)典算法永遠(yuǎn)無(wú)法完成的計(jì)算。”德沃雷博士表示，他于2023年加入谷歌。

“這是一次具有實(shí)際意義的技術(shù)進(jìn)步?！奔又荽髮W(xué)洛杉磯分校物理科學(xué)及電氣與計(jì)算機(jī)工程教授普麗尼哈·納朗（Prineha Narang）評(píng)價(jià)道，“過(guò)去我們聽(tīng)到很多硬件方面的突破，一度擔(dān)心算法研究無(wú)法跟上，但這次他們證明事實(shí)并非如此?！?/p>