谷歌加入量子計算競賽，目標「量子霸權」

Google最近發布72量子位(Qubit)的Bristlecone處理器，加入競爭日益激烈的量子計算競賽。

IBM目前擁有50量子位的量子計算機。英特爾(Intel)開發出49量子位的量子處理器已送交其研究合作夥伴進行測試。Rigetti擁有19量子位的量子計算機。還有D-Wave是一台可用的2048量子位退火量子計算機，富士通則擁有1024量子位退火量子計算機。雖然D-Wave和富士通的量子計算機並不是所謂的通用系統，但仍然脫離不了實現「量子霸權」(Quantum supremacy)的終極目標。

「量子霸權」是指量子計算機的計算能力達到能夠解決或大規模加速現有傳統計算機無法處理的相關問題。量子霸權的認可還需要對於量子程序進行驗證。

Google最新Bristlecone量子處理器(左)；右圖是該量子處理器的晶元示意圖，每個『X』代表一個量子位。

Google日前發布其Bristlecone交付研究夥伴進行測試時，正式加入這一競賽行列。Google並未說明新的量子處理器上執行哪些程序，但發表了以下內容：

「這個基於閘極電路的超導系統目的在於提供一個測試平台，深入研究Google量子技術的系統錯誤率和可擴展性，以及探索量子模擬、優化以及機器學習等應用…，我們審慎樂觀看好能以Bristlecone實現量子霸權，並認為學習打造與操作這種高性能的裝置是一項令人興奮的挑戰！」

然而，除了Google及其研究合作夥伴之外，其他公司是否能獲得存取Bristlecone量子計算機的授權，目前還不得而知，不過，這畢竟是一項令人印象深刻的壯舉。

市場研究公司Tirias Research根據摩爾定律(Moore』s Law)的精神，推測在2020年底以前，業界通用的量子計算機可能達到多少量子位數的線性和指數軌跡。

如果量子計算領域領域呈線性成長，那麼最終每量子處理器約可達到100到200量子位。雖然Google尚未完成Bristlecone的測試，但這一預測結果較接近。如果成長速度呈指數級，那麼在短短兩年內，每個量子處理器將會達到1,000量子位的好幾十倍。

對於量子計算的最理想預測還無法達到量子霸權的目標（來源：Tirias Research）

我預測在通用量子計算機得以達到量子霸權之前，業界必須先弄清楚如何建立可靠的邏輯量子位，然後設法將至少幾千個量子位連接到目前可用的計算機。

其挑戰在於還沒有人真正展示邏輯量子位、除錯或其他容錯機制。量子計算機設計人員可能需要幾十個物理量子位——微軟(Microsoft)的目標是到幾千或幾萬個量子位(幾乎是所有公司的目標)。

主流的量子計算機設計者無法僅用簡單的外推法，在2020年以前打造具有數千邏輯量子位的可用量子計算機。為此，必須先在科學與工程方面取得一些突破。

打造容錯量子計算機是一條漫長之路。因此，針對特定類型的問題，退火量子計算機可能率先達到量子霸權。

好消息是在今年年底以前，我們將更加了解量子計算機的可能發展軌跡。

編譯：Susan Hong

本文授權編譯自EE Times，版權所有，謝絕轉載

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