谷歌逼近「量子霸權」 發布全球首個72量子比特處理器
2018年，比這氣溫升得還快的，是量子計算的熱度。
每一家大型科技公司，都把量子計算機視為計算領域的下一個重大突破。谷歌、英特爾、IBM、微軟以及多個初創公司和科研機構的團隊，都在努力實現真正的「量子霸權」。
美國時間3月5日，谷歌丟出一個深水炸彈——Bristlecone，一個72量子比特的量子晶元。一時間，科技圈炸開了鍋，因為這意味著，在實現量子計算這條賽道上，谷歌很有可能成為領跑的那一個。
科學家Marissa Giustina正在位於Santa Barbara的量子AI實驗室安裝Bristlecone
Bristlecone使用了一種新的架構，允許單個陣列上的72個量子比特具有重疊設計，將兩個不同的網格放在一起。谷歌表示，Bristlecone的目的是為研究人員提供一個測試平台，「用於研究量子比特技術的系統誤差率和可擴展性，以及在量子模擬、優化和機器學習中的應用。」
量子計算雙限制：錯誤率是所有量子計算機都要面臨的一個主要問題
受自身特性的限制，量子計算機通常需要在極低的溫度下運行，講道理是不受環境影響的。但由於目前的技術中量子比特仍然高度不穩定，因此任何雜訊都可能導致錯誤。
正因如此，現代量子處理器中的量子比特不能算是真正的量子比特，可能稱為許多位的組合更準確。還有一個限制因素是，大多數系統只能在100微秒內維持自身狀態
技術創新：72量子比特量子計算機，錯誤率1%，有望實現量子霸權
這一次，谷歌沿用了之前9量子比特線性陣列技術的物理機制，該技術顯示的最佳結果如下：低的讀數錯誤率（1%）、單量子比特門（0.1%）以及最重要的雙量子比特門（0.6%）。該設備使用與9個量子比特的相同的模式進行耦合、控制和讀出，但將其擴展為一個包含72個量子比特的正方形數組。
實驗中，研究人員選擇了這種尺寸的設備來展示未來的量子霸權，使用面編碼研究一階和二階糾錯，並促進量子演算法在實際硬體上的發展。
左邊是谷歌最新的72量子比特量子處理器Bristlecone|右邊是圖示：每個「X」代表一個量子比
對於一個操作誤差足夠小的量子處理器，它可以在一個明確的計算機科學相關的問題上具有超越經典的超級計算機的表現，也即 「量子霸權」。這些隨機電路在量子比特和計算長度以及深度上都必須很大。
錯誤率和量子比特位數之間的關係。紅色顯示了谷歌量子AI實驗室的預期研究方向
雖然目前還沒有人可以實現這個目標，但是谷歌研究人員計算後認為，量子霸權的目標可以通過使用49個量子比特，一個超過40的電路深度，一個低於0.5%的2個比特誤差進行完美的證明。他們相信，這個量子處理器優於超級計算機的實驗證明將會是這個領域的分水嶺，同時也是未來的主要目標之一。
谷歌期望他們72個量子比特的Bristlecone量子計算機不僅能實現量子霸權，還能用作研究量子比特可擴展性和錯誤率的試驗裝置，開發量子模擬、優化和機器學習等應用程序。
谷歌、微軟和IBM，量子計算競賽的排行榜還在更新
一直以來，大家都認為50個量子比特的量子計算機是實現量子霸權的「起步價」。谷歌曾表示要建立一個49量子比特的量子計算機來實現量子霸權，並稱這是他們計算後的結果。有趣的是，此說法布不久，IBM就稱，對於某些特定的量子應用，可能需要56位乃至更多量子比特才能實現量子霸權。
不僅如此，2017年11月12日，IBM宣布成功研發出20量子位的量子計算機，並成功建成並測試全球首台50個量子比特的量子計算原型機。上周，在舊金山舉行的IBM Inaugural Index開發者大會上，IBM對外展示了其50個量子比特原型機，且內部結構圖也同時曝光。
2018年1月底，英國《金融時報》放出消息，在接下來幾周內，谷歌和微軟將分別宣布量子技術的兩項里程碑式的重大突破。
關於谷歌、微軟和IBM的這場量子計算競賽的排行榜還在實時更新中，現在谷歌給出了他們的72量子比特量子計算機，接下來，就看微軟了。
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