媒体近间隔打仗谷歌量子计较机：还要办理哪些题目

（原问题：Hands-On with Google's Quantum Computer）

网易科技讯 10月28日动静，据外媒报道，谷歌不久前宣称乐成实现了“量子霸权”(Quantum Supremacy)，推出包括53个有用量子比特的处理赏罚器Sycamore，“对一个量子电路发生的随机数字采样100万次”的计较使命，谷歌量子计较机只必要200秒，而天下最强超算Summit必要1万年。为了证明谷歌量子计较机到底有多神奇，科技记者尼尔·萨维奇（Neil Savage）日前亲身操纵体验了一把，并称就像变把戏。

记者切身感觉：量子计较机那边差异

在谷歌位于美国加州戈莱塔(Goleta)相同车库的尝试室里，我站在庞大的触摸屏前，用手指在表现屏上移动包括X、Y、H和其他隐秘标记的小方块。这些方块代表的是可以在一个量子比特上执行的函数，而量子比特则位于四面的银色大圆柱体内。在无数函数中，有些会使比特从1翻转到0，或从0翻转到1。

表现屏上的另一个正方形表现了量子比特的状态，它看起来像是在球体内的棒棒糖。当“棒棒糖”移动时，它旁边的数字在1.0000到0.0000之间振荡。这是量子比特的刚强之一：它们不必像二进制位中那样要么是1要么是0，而是可以在介于两者之间的状态存在。这种“叠加”特征应承每个量子比特一次不止执行一次计较，而是以一种看起来出格神奇的方法加快计较。

尽量量子比特的最终读数依然是1或0，但全部这些中间步调的存在意味着传统计较机很难或不行能举办相同的计较。对付门外汉来说，这个进程也许看起来有点儿像把戏，招招手、轻触触摸屏，然后从量子帽中拉出一只兔子。谷歌约请我和其他记者来到这里，旨在揭开这个把戏的隐秘面纱，以证明它基础不具有魔力。

在屏幕的右半部门，曲折的线条表现与在量子比特上执行的函数相对应的波形。在这个部门的旁边是个台式打印机巨细的盒子，它将这些波形作为电脉冲通过电线发送到银色圆柱体中。假如圆柱体打开，你会看到内里有六层腔室，层层分列，就像用金属丝装饰的、颠倒过来的婚礼蛋糕。每层腔室都被冷却到比其上面腔室温度低得多的水平；最下面一层到达0.015开氏度(-273.135摄氏度)，险些仅是外层空间的1/200。

这些腔室都是真空的，不受光和热的影响，不然会粉碎玄妙的量子比特，这些量子比特位于全部导线结尾的芯片上，在暗中和严寒中被断绝。每个量子比特的直径约为0.2毫米，通过平凡显微镜可以看到。可是颠末冷冻和避过外部影响后，每个量子比特都酿成了超导体，让电子自由活动，就仿佛它成了单原子，可以用量子力学定律抉择其举动。

强度恰当的微波脉冲促使量子比特振动。当两个相邻的量子比特到达沟通的共振频率时，它们就会彼此胶葛，这是另一种量子力学属性，这意味着丈量一个量子比特的状态也会让你相识另一个量子比特的状态。差异频率的电磁脉冲会引起量子比特翻转。

各方评述：“量子霸权”故意义吗？

谷歌的量子软件工程师克雷格·吉德尼(Craig Gidney)暗示，“量子计较机更像是装有一串钟摆的盒子。我和其他在腔室外发送信号的人正在拉动钟摆的弦，通过改变它们的摆动幅度来执行差异的逻辑运算。”

谷歌的量子团队称，全部这些严寒和振动让其得到了量子霸权，让量子计较机可以做平凡计较机无法做到的工作。在本周颁发在《天然》杂志上的论文中，谷歌工程师描写了他们用来证明量子霸权的基准尝试。他们的措施运行在50多个量子比特上，搜查量子随机数产生器的输出。

谷歌量子人工智能尝试室司理哈特穆特·奈文(Hartmut Neven)说，有些品评人士诉苦这是小我私人为题目，只合用于有限的实际应用措施。对此，奈文辩驳称：“Sputnik（人类第一颗人造卫星）也没有太多现适用途，它只是绕着地球旋转。然而，它代表着太空期间的开始！”

芝加哥大学专注于量子信息工程的凝结态物理学家戴维·奥沙洛姆(David Awschalom)没有参加这项研究，但他赞成谷歌项目办理了一个很黑白凡的题目，并增补说，谷歌不能声称本身拥有了通用量子计较机。他说，通用量子计较机也许必要100万个量子位元，并且还必要许多年才气实现。但他信托，谷歌的团队已经实现了重要的里程碑，为其他科学家取得打破奠基了基本。

谷歌的量子计较芯片被称为Sycamore，行使了53个量子比特来实现其功效，芯片上第54个量子比特呈现了妨碍。Sycamore的方针是随机发生1和0的字符串，每个量子比特可发生253比特字符串(也就是约莫9.700199254740992万万亿位字符串)。因为量子位彼此浸染的方法，有些字符串比其他字符串更有也许呈现。

Sycamore运行数字天生器100万次，然后对功效举办采样，得出任何给定字符串呈现的概率。谷歌团队还在橡树岭国度尝试室的超等计较机Summit上运行了一个更简朴的测试版本，然后按照这些功效举办外推，以验证Sycamore的输出。新的芯片在200秒内完成了使命。研究职员预计，同样的运算必要耗费Summit上万年的时刻。

然而，IBM的研究职员上周早些时辰颁发论文，称在抱负前提下，行使特另外内存存储，Summit可以在两天半内完成上述使命。IBM也在致力于开拓量子计较，该公司科学家们在IBM Research博客上写道：“由于加州理工学院理论物理学家约翰·普雷斯基尔(John Preskill)在2012年提出的‘量子霸权’这个术语的最初寄义，是为了描写量子计较机可以做经典计较机无法做到的工作，显然谷歌量子计较机还没有迈过这个门槛。”因此，大概谷歌取得的成绩可以贴上“量子上风”的标签。

但德克萨斯大学奥斯汀分校理论计较机科学家斯科特·阿隆森(Scott Aaronson)暗示，说量子霸权尚未实现并不完全正确，事实Sycamore的速率比Summit快得多。跟着谷歌体系中量子比特数目的增添，其计较手段将呈指数级增添。从53个量子比特增进到60个量子比特将使该公司量子计较机的计较手段相等于33台Summit。在到达70个量子比特时，相同Summit的传统超等计较机也许要变得与都市巨细相等才气拥有同样的处理赏罚手段。

（编辑：河北网）

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