谷歌Quantum AI 芯片的性能優(yōu)于經(jīng)典計(jì)算機(jī)

　　最近，谷歌Quantum AI 團(tuán)隊(duì)取得了令人矚目的進(jìn)展，他們的研究表明，當(dāng)前的噪聲中間規(guī)模量子計(jì)算機(jī)(NISQ)能夠完成一些經(jīng)典計(jì)算機(jī)需要數(shù)年才能處理的基準(zhǔn)計(jì)算。這項(xiàng)研究發(fā)表在《自然》期刊上，使用了隨機(jī)電路采樣基準(zhǔn)，這是目前量子計(jì)算機(jī)能執(zhí)行的最具挑戰(zhàn)性的任務(wù)之一。

　　這一發(fā)現(xiàn)表明，盡管量子計(jì)算機(jī)還存在噪聲干擾，但它們?cè)谀承┤蝿?wù)上仍然有潛力超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)。這是實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算實(shí)用應(yīng)用的重要一步。

　　研究團(tuán)隊(duì)利用谷歌的67-qubit  Sycamore 量子芯片，展示了一種可以通過當(dāng)前量子處理器達(dá)到的 “穩(wěn)定計(jì)算復(fù)雜相位”。

　　也就是說，即使在存在噪聲的情況下，量子計(jì)算機(jī)也能完成經(jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)無法處理的計(jì)算。此次實(shí)驗(yàn)是對(duì)量子處理器在背景噪聲干擾下能否執(zhí)行復(fù)雜計(jì)算的深入研究。谷歌量子 AI 的首席科學(xué)家塞爾吉奧・博伊科(Sergio Boixo)提到，最近有許多知名研究者和出版物在探討一個(gè)問題:是否可以找到一個(gè)噪聲量子計(jì)算機(jī)能在根本上超越超級(jí)計(jì)算機(jī)的相位。

　　博伊科指出，這些實(shí)驗(yàn)顯示，量子計(jì)算機(jī)在低噪聲相位和高噪聲相位之間存在一種過渡。在 “低噪聲相位” 中，基準(zhǔn)計(jì)算的復(fù)雜性足以使量子計(jì)算機(jī)在性能上優(yōu)于經(jīng)典計(jì)算機(jī)。此外，研究還證明了自2019年以來一直在實(shí)驗(yàn)中使用的隨機(jī)電路采樣基準(zhǔn)是有效的，因?yàn)樗�超出了�?jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)的能力。

　　博伊科還補(bǔ)充說，這項(xiàng)研究證實(shí)了理論上的 “內(nèi)文法則”，即量子計(jì)算的能力正在以雙指數(shù)速度增長，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)計(jì)算。然而，值得注意的是，隨機(jī)電路采樣并沒有實(shí)際應(yīng)用，因此未來的工作將集中在將基準(zhǔn)改進(jìn)為可實(shí)際應(yīng)用的方向上。