智東西（公眾號：zhidxcom）
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編輯 | 漠影
智東西2月23日報道，今日，Alphabet及谷(gu)歌(ge)CEO桑達(da)爾(er)·皮(pi)查伊發布博客文(wen)章(zhang)，宣布谷(gu)歌(ge)量(liang)(liang)子AI研究(jiu)(jiu)人員首次通(tong)過實驗(yan)證(zheng)明，通(tong)過增加(jia)量(liang)(liang)子比特的數量(liang)(liang)來減少錯誤是(shi)可能的。相關研究(jiu)(jiu)論文(wen)已(yi)發表于國際(ji)頂級學術期(qi)刊Nature。
博客鏈接：//blog.google/inside-google/message-ceo/our-progress-toward-quantum-error-correction/
論文鏈接：//www.nature.com/articles/s41586-022-05434-1
三(san)年前，谷(gu)歌的量子計(ji)算(suan)機(ji)首(shou)次(ci)演示了一(yi)項(xiang)計(ji)算(suan)任務，其性能超過了最快(kuai)的超級計(ji)算(suan)機(ji)。這(zhe)是其構建大規模量子計(ji)算(suan)機(ji)路線(xian)圖(tu)上(shang)的一(yi)個重要里程碑，也是許(xu)多人一(yi)直(zhi)期(qi)待的“Hello，world”時刻。但在科學(xue)進(jin)(jin)步的漫長(chang)過程中，這(zhe)只是使量子應用對人類進(jin)(jin)步有意義的一(yi)步。
如今，谷歌迎來第二個里程碑時刻：首次實現了(le)擴展邏輯(ji)量子比特的實驗。
在量(liang)子(zi)(zi)計(ji)算中(zhong)，一(yi)個(ge)量(liang)子(zi)(zi)位(wei)(wei)(wei)是量(liang)子(zi)(zi)信息的(de)基(ji)本單(dan)位(wei)(wei)(wei)，它可(ke)以呈現比0和1更豐富的(de)狀態。谷歌的(de)突破代表(biao)了其如(ru)何操(cao)作(zuo)量(liang)子(zi)(zi)計(ji)算機的(de)重大轉變。谷歌不是在量(liang)子(zi)(zi)處理(li)(li)器上(shang)逐個(ge)處理(li)(li)物理(li)(li)量(liang)子(zi)(zi)位(wei)(wei)(wei)，而(er)是將一(yi)組(zu)量(liang)子(zi)(zi)位(wei)(wei)(wei)視(shi)為一(yi)個(ge)邏(luo)輯量(liang)子(zi)(zi)位(wei)(wei)(wei)。因(yin)此(ci)由49個(ge)物理(li)(li)量(liang)子(zi)(zi)位(wei)(wei)(wei)制成的(de)邏(luo)輯量(liang)子(zi)(zi)位(wei)(wei)(wei)的(de)性能優于由17個(ge)量(liang)子(zi)(zi)位(wei)(wei)(wei)制成的(de)邏(luo)輯量(liang)子(zi)(zi)位(wei)(wei)(wei)。
谷歌量(liang)子(zi)計算機通(tong)過以一(yi)種被稱之為量(liang)子(zi)算法的有序方式(shi)操縱量(liang)子(zi)比特來工作。
挑戰在于(yu)，量子(zi)(zi)比特非(fei)常敏感，即使是雜散(san)光(guang)也(ye)會導致(zhi)計(ji)算錯(cuo)誤，而隨著(zhu)量子(zi)(zi)計(ji)算機的發(fa)展，這(zhe)個問(wen)題會更加(jia)嚴重。實用的量子(zi)(zi)計(ji)算所需的量子(zi)(zi)比特錯(cuo)誤率(lv)遠遠低于(yu)今(jin)天(tian)的錯(cuo)誤率(lv)，彌補(bu)這(zhe)一(yi)差距需要(yao)量子(zi)(zi)糾錯(cuo)。
量子(zi)糾錯通過對多(duo)個物理量子(zi)比特進行(xing)編碼以形成(cheng)“邏輯量子(zi)比特”來保護信息，并(bing)且被認為是(shi)生產(chan)錯誤率(lv)低到足以進行(xing)有(you)用計(ji)算的(de)大規模(mo)量子(zi)計(ji)算機的(de)唯一方法。
谷(gu)歌(ge)不(bu)再計(ji)(ji)算(suan)(suan)單個量(liang)子(zi)(zi)比特(te)本身，而是計(ji)(ji)算(suan)(suan)邏輯(ji)量(liang)子(zi)(zi)比特(te)，通過將量(liang)子(zi)(zi)處理(li)器上大量(liang)的(de)(de)物理(li)量(liang)子(zi)(zi)比特(te)編碼為一個邏輯(ji)量(liang)子(zi)(zi)比特(te)，希望降低(di)錯(cuo)誤率，從而實現有用的(de)(de)量(liang)子(zi)(zi)算(suan)(suan)法。
皮查伊在博客(ke)文章(zhang)中寫(xie)道，谷歌一(yi)直在朝(chao)著擴(kuo)展(zhan)邏輯量(liang)子(zi)比特(te)實驗的(de)(de)這一(yi)里(li)程碑和未來(lai)的(de)(de)里(li)程碑努(nu)力(li)，因為量(liang)子(zi)計算機有(you)潛力(li)為數(shu)百萬人(ren)的(de)(de)生活帶(dai)來(lai)實實在在的(de)(de)好(hao)處，包括(kuo)被用(yong)(yong)于(yu)識別新藥(yao)物(wu)的(de)(de)分子(zi)、用(yong)(yong)更(geng)(geng)少的(de)(de)能量(liang)制造(zao)肥(fei)料、設計從(cong)電池(chi)到核(he)聚變反應堆等(deng)更(geng)(geng)有(you)效的(de)(de)可持續技術、進行(xing)物(wu)理研究等(deng)等(deng)。
因(yin)此，谷歌正在努力最終為客戶(hu)和合作伙伴提供量(liang)(liang)子硬件、工(gong)具(ju)和應(ying)用程(cheng)序，包(bao)括通(tong)過(guo)谷歌云提供量(liang)(liang)子計算相關(guan)技術。
為了(le)進一步挖(wa)掘量(liang)子的(de)潛力，谷歌還需實現更多的(de)技術里程碑，以(yi)(yi)便以(yi)(yi)低錯誤率擴展到數(shu)千個(ge)邏輯量(liang)子比特。
前方還有很長(chang)的(de)(de)路要走。谷(gu)歌技術(shu)的(de)(de)幾(ji)個組件(jian)需(xu)要改進，從低溫到控制電子到量子比特的(de)(de)設(she)計和材料(liao)。隨(sui)著這些發展，大規(gui)模量子計算機將更加清晰(xi)。開發量子處理器也是(shi)人(ren)工(gong)(gong)智能輔(fu)助工(gong)(gong)程的(de)(de)一個很好的(de)(de)測(ce)試平臺，因為谷(gu)歌探索使(shi)用機器學習來改進其流(liu)程。
考(kao)慮到(dao)量子(zi)計(ji)算(suan)(suan)的強(qiang)大潛力，谷歌(ge)也在(zai)采取措施(shi)負責任地開發(fa)量子(zi)計(ji)算(suan)(suan)。該公司(si)與政府和安全社區的合(he)作伙伴關系正在(zai)幫助創建可以(yi)保護互聯網流量免受未來(lai)量子(zi)計(ji)算(suan)(suan)機攻擊的系統，將確保谷歌(ge)云、安卓和Chrome等服務在(zai)量子(zi)未來(lai)依然安全可靠。
皮查伊說，谷歌將繼續努力，直到有一天量子計算機可以與經典計算機協同工作，擴展人類知識的邊界，幫助找到世界上一些最復雜問題的解決方案。?
來源(yuan)：谷歌官方博客，Nature
