谷歌最近公布了一項(xiàng)關(guān)于量子計(jì)算的重要進(jìn)展,，使用一款名為Willow的新芯片，在五分鐘內(nèi)解決了一個傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)需要比宇宙歷史更長時間才能解決的計(jì)算問題,。這款新芯片擁有105個量子比特,，這是量子計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)單元。

量子計(jì)算機(jī)是一種遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算,、存儲及處理量子信息的裝置,。其主要特點(diǎn)包括運(yùn)行速度快,、信息處理能力強(qiáng),、應(yīng)用范圍廣,。量子計(jì)算機(jī)的計(jì)算基礎(chǔ)是量子比特，這些量子比特速度雖快但容易出錯,，可能會受到微小物體如外太空事件中的亞原子粒子的影響,。

盡管目前谷歌在加州圣巴巴拉的量子實(shí)驗(yàn)室解決的問題尚無商業(yè)應(yīng)用，但谷歌希望未來量子計(jì)算機(jī)能在醫(yī)學(xué),、電池化學(xué)和人工智能等領(lǐng)域解決當(dāng)今計(jì)算機(jī)無法解決的問題,。根據(jù)谷歌的說法，即使是最快的超級計(jì)算機(jī),，也需要花費(fèi)“10的25次方”年的時間才能完成這項(xiàng)計(jì)算,，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了宇宙的年齡。

隨著芯片上量子比特?cái)?shù)量的增加,，錯誤累積可能使芯片性能不如傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)。自20世紀(jì)90年代以來,，科學(xué)家一直在研究量子糾錯技術(shù),。谷歌在12月9日發(fā)表于《自然》雜志的一篇論文中表示，他們找到了一種方法,，將Willow芯片的量子比特串聯(lián)起來,，使得隨著量子比特?cái)?shù)量的增加，錯誤率下降,，并且可以實(shí)時糾正錯誤,，這是讓量子機(jī)器實(shí)用化的關(guān)鍵一步。

回顧量子計(jì)算機(jī)的歷史,，2019年美國谷歌公司研制出53個量子比特的計(jì)算機(jī)“懸鈴木”,，在全球首次實(shí)現(xiàn)量子優(yōu)越性。同年,，IBM對谷歌的說法提出質(zhì)疑,，認(rèn)為使用不同技術(shù)假設(shè)的傳統(tǒng)系統(tǒng)可以在兩天半內(nèi)解決問題。此后，中國潘建偉團(tuán)隊(duì)也在量子計(jì)算領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展,，構(gòu)建了多個量子計(jì)算原型機(jī),，其中包括含113個光子的“九章二號”和66比特的“祖沖之二號”。2023年10月11日,，量子計(jì)算原型機(jī)“九章三號”成功構(gòu)建,，能夠在1微秒內(nèi)算出當(dāng)前全球最快超級計(jì)算機(jī)約需200億年才能完成的最復(fù)雜樣本。

量子計(jì)算不僅能夠突破傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的瓶頸,，還能在各個領(lǐng)域帶來巨大突破與革命,。例如，在機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)中,，量子計(jì)算機(jī)可以加速神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練和優(yōu)化過程,。此外，在量子物理研究中,，量子計(jì)算機(jī)能夠模擬復(fù)雜的量子系統(tǒng),，幫助科學(xué)家更好地理解高溫超導(dǎo)現(xiàn)象，為開發(fā)更高溫度的超導(dǎo)材料提供理論支持,。從基礎(chǔ)科學(xué)研究到商業(yè)應(yīng)用,，量子計(jì)算展現(xiàn)了不可忽視的潛力。