Google發(fā)布最新量子計(jì)算芯片Willow

Google宣布了其新型量子計(jì)算芯片Willow，該芯片可在多個(gè)指標(biāo)上提供最先進(jìn)的性能，這款全新的芯片是其在量子計(jì)算領(lǐng)域長達(dá)十年的征程中邁出的重要一步。Willow擁有105個(gè)量子比特，在量子糾錯(cuò)和隨機(jī)電路采樣方面都達(dá)到了同類最佳性能。隨著量子比特?cái)?shù)量的增加，Willow 的新突破可以成倍地減少誤差。

這款新的 Willow 芯片是在Google位于圣巴巴拉的全新先進(jìn)制造工廠制造的，該工廠從一開始就是為制造量子芯片而建造的。 Google對(duì)芯片架構(gòu)、制造、門開發(fā)、校準(zhǔn)等多個(gè)方面進(jìn)行了優(yōu)化，以提高性能。

Google強(qiáng)調(diào)，Willow 在不到 5 分鐘的時(shí)間內(nèi)就解決了一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)基準(zhǔn)測試。 而目前領(lǐng)先的超級(jí)計(jì)算機(jī)需要 10^25 年才能解決同樣的測試。 量子計(jì)算機(jī)將有利于藥物發(fā)現(xiàn)、核聚變能源等領(lǐng)域的一些實(shí)際應(yīng)用。 為了幫助實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，Google提到，它看好 Willow 系列芯片能夠?qū)⑦@些應(yīng)用變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。

以下是Google對(duì)其量子計(jì)算突破性成就的描述：

今天，我們?cè)凇蹲匀弧冯s志上發(fā)表的研究結(jié)果表明，我們?cè)? Willow 中使用的量子比特越多，我們減少的誤差就越多，系統(tǒng)的量子化程度就越高。 我們測試了越來越大的物理量子比特陣列，從 3x3 的編碼量子比特網(wǎng)格，到 5x5 的網(wǎng)格，再到 7x7 的網(wǎng)格--每一次，利用我們?cè)诹孔蛹m錯(cuò)方面的最新進(jìn)展，我們都能將錯(cuò)誤率降低一半。 換句話說，我們實(shí)現(xiàn)了錯(cuò)誤率的指數(shù)級(jí)降低。 這一歷史性成就在該領(lǐng)域被稱為"低于閾值"--能夠在增加量子比特?cái)?shù)量的同時(shí)降低誤差。 要想在糾錯(cuò)方面取得真正的進(jìn)展，就必須證明自己低于閾值，而自 1995 年彼得-肖爾提出量子糾錯(cuò)以來，這一直是一個(gè)突出的挑戰(zhàn)。

Willow 的突破性性能使我們更接近實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的全部潛力。 最近，微軟 宣布了一項(xiàng)新的合作計(jì)劃，試圖通過該計(jì)劃制造出史上最強(qiáng)大的量子機(jī)器。