谷歌量子計算成果登Nature 150周年特刊封面，200秒得出超算運行1萬年后結果

與經典計算機相比，該系統在算力上實現了指數級增加，達到了量子計算領域里程碑式的突破。

當地時間10月23日，Nature將150周年特刊封面給了谷歌的量子計算成果，以表彰它在量子計算領域研究上的“一大步”。

這一次，谷歌是在“量子優越性”細分方向上取得了重大突破，其中量子優越性是指用量子電腦解決古典電腦實際上解決不了的問題。

據悉，在實驗中，谷歌用一臺54位量子比特的量子計算機在非常短的時間內就完成了世界第一超算需要計算1萬年的計算任務，當時僅耗時約3分20秒（200秒）。這一成果最初出現在今年9月NASA官網上的一篇名為《Quantum supremacy using a programmable superconducting processor》的論文，引發業內廣泛關注也受到了質疑，后來很快就被刪除了，如今在剛剛出版的Nature雜志150周年特刊上，這篇論文再次出現，也意味著成果的真實性已經被證實。

論文公布的信息顯示，谷歌的量子計算機采用了自研的由54個量子比特組成的名為Sycamore的處理器，該處理器包含一個二維網格，網格中的每個量子比特與其他四個相連，所以芯片具有足夠的連通性，可以快速交互。實驗中由于有1個量子比特無法有效工作，處理器實際只用了53個量子比特。

基于Sycamore處理器，谷歌改進了具有增強并行性的雙量子比特門，實現了在同時操作多個門情況下依然能夠可靠地記錄，這也是此次成果最大的亮點。

總的來說，與經典比特所能達到的計算空間相比，Sycamore處理器利用量子疊加和量子糾纏實現了計算能力指數級的增加，同時研究團隊開發了可以保證較高的運算保真度（高達 99.99%）糾錯流程，確保了量子計算機的計算穩定性。

為了測試該系統，團隊設計了一項對量子電路產生的100萬個隨機數字進行采樣的任務，這對經典計算機來說難度非常之高，而量子處理器在200秒左右從量子電路中完成了樣本的采集。

對此，谷歌 CEO 桑達爾·皮查伊第一時間發文表示祝賀，“隨著我們擴展了計算的可能性，我們也解鎖了全新的計算。對于科學技術領域的研究者來說，這是人們期待已久的一句‘Hello World’——迄今為止，量子計算實用化最有意義的一個里程碑，我們可以把它比作為人類打造出了第一個脫離地球引力束縛，觸碰太空邊緣的火箭。”

不得不說，在量子計算領域，谷歌和IBM一直難分高下，也處于常年的競爭狀態。這一次在谷歌Nature論文發表的前一天，IBM研究人員也發表了自己的觀點，稱谷歌并未充分利用超級計算機的存儲潛力，暗示量子霸權的競爭仍在繼續。

論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-019-1666-5.pdf

最后，記得關注微信公眾號：鎂客網（im2maker），更多干貨在等你！