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谷歌发布72量子比特芯片背后 科技巨头“量子霸权”战争打响

更新时间:2018-03-14  浏览量:545  作者:  来源:

3月初,谷歌量子AI实验室在于洛杉矶举行的美国物理学会年会上,向外界展示了其量子处理器Bristlecone(狐尾松)。谷歌称,这套基于门(gate)的超导系统将用于研究量子比特技术的系统错误率和可扩展性,并为量子模拟、优化和机器学习应用提供一个测试平台。

今日,谷歌中文博客发表文章,详解了Bristlecone各项技术原理,该处理器拥有72个量子比特,而谷歌亦表示Bristlecone很有可能实现量子霸权(Quantum Supremacy)。

所谓量子霸权,是指外界相信量子计算机在某一临界点,其计算能力能超越经典计算机,解决后者无法解决的问题。据谷歌测算,达到 49 个量子比特、超过 40 的电路深度和低于 0.5% 的双量子比特门错误率,即可实现量子霸权。而谷歌的目标是,在实验环境中,实现量子处理器计算能力超过超级计算机。

不过,尽管目前量子计算机拥有远超传统计算机的运算能力,由于量子的相干性,会导致“退相干”(decoherence)效应而出现运算错误。因此,为了使量子计算成为现实,一个首要的困难就是克服退相干,降低计算错误率。

据谷歌解释,设计Bristlecone时,谷歌保留了此前9量子比特线性阵列技术的物理结构,并将其扩大至72个量子比特。测试显示,Bristlecone读取错误率为1%、单量比特门错误率为 0.1%,双量子比特门错误率仅为 0.6%。

谷歌量子AI实验室科学家Julian Kelly表示,该实验室的目标是打造一个可解决实际问题的量子计算机,策略是以兼容于未来通用纠错量子计算机的系统来探索近期的应用,随着量子比特增加,谷歌希望通过可靠的纠错能力来降低错误率。目标是在Bristlecone 的全部72个量子比特上实现接近9量子比特设备的最佳错误率。

将量子力学和计算机科学结合的量子计算,由于其在AI、大数据应用上的巨大潜力,而成为各大科技巨头竞相追逐的“显学”,成为下一个战场。从全球来看,围绕量子技术的攻关已全面展开,量子革命引发的新一轮科技竞赛如火如荼。

2017年11月,IBM宣布构建出50个量子比特原型机。在今年的CES上,英特尔宣布已制造出49量子比特的芯片Tangle Lake。微软在该领域亦有建树,其在拓扑量子位以及硬件软件生态系统开发方面取得的进展,并专门为量子计算机优化的新编程语言。

国内科技巨头也在量子计算展开布局。其中阿里巴巴布局较早,2015年,阿里巴巴子公司阿里云和中科院合作,建立了量子实验室,展开前瞻性研究。2017年3月,阿里云公布了全球首个云上量子加密通讯案例。

腾讯的量子计算布局则是在2017年12月为外界所知,其量子实验室负责人张胜誉做出名为《量子计算漫谈》报告。张胜誉称,腾讯量子实验室是独立的实验室,需要承担研究工作并对行业进行研判,对当前量子发展情况进行估计。

2018年3月8日,百度宣布成立量子计算研究所,计划逐步将量子计算融入到百度业务中。至此, BAT三家已经全体进军量子计算领域。

目前来看,各方争夺“量子霸权”的战事升级,将在量子计算领域展开激烈竞争。阿里云量子技术首席科学家施尧耘就认为,2018将出现量子霸权,届时,科技领域竞争格局将得到颠覆。不过,有评论指出量子计算的实用化、商业化却是刚刚开始。如果没有长期可持续的研发和商业化战略,任何一个竞争对手的短期量子优势都将不复存在。

 
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