就在人們紛紛猜測谷歌是否會在這場全球科技競賽中奪魁時,美國斯坦福大學(xué)量子物理學(xué)家帕特里克·海登8日對新華社記者提出了一個新穎觀點:“量子霸權(quán)是個模糊的里程碑。”
美國谷歌公司日前發(fā)布72量子比特處理器“狐尾松”,稱其有望在未來實現(xiàn)“量子霸權(quán)”。就在人們紛紛猜測谷歌是否會在這場全球科技競賽中奪魁時,美國斯坦福大學(xué)量子物理學(xué)家帕特里克·海登8日對新華社記者提出了一個新穎觀點:“量子霸權(quán)是個模糊的里程碑。”
怎么才算實現(xiàn)了量子霸權(quán)?業(yè)界通常認為,量子霸權(quán)是指量子計算機如果在某個問題上的計算能力超過最強大的傳統(tǒng)計算機,就實現(xiàn)了相對傳統(tǒng)計算機的“霸權(quán)”。量子霸權(quán)被認為是量子計算發(fā)展道路上的一個重要里程碑。過去業(yè)界認為,如能有效操縱50個左右的量子比特,就能實現(xiàn)量子霸權(quán)。
不過海登認為,這種說法對量子霸權(quán)的界定并不足夠明確。首先,量子計算機中有一個特殊的種類是“量子模擬計算機”,它可以直接模擬一些系統(tǒng)的物理特性,已經(jīng)超出了傳統(tǒng)計算機模擬相關(guān)系統(tǒng)的能力。雖然量子模擬計算機仍有一些缺點,難以實用。但海登還是認為:“從這個角度來說,這些系統(tǒng)可能已經(jīng)實現(xiàn)了量子霸權(quán)。”
第二,在計算能力上與傳統(tǒng)計算機的比較結(jié)果可能難以驗證。海登說:“谷歌的72量子比特處理器可能具有很強的計算能力,以至于傳統(tǒng)方法無法模擬。也就是說,這場實驗給出的答案,在傳統(tǒng)機器上是無法驗證的,所以我們很難確定谷歌的設(shè)備是否做得正確。”
“當(dāng)然,谷歌量子計算研究團隊是一群嚴肅的科學(xué)家,他們會盡其所能來確定這一點。”海登補充道。
海登指出,實現(xiàn)量子霸權(quán)還需要量子處理器在讀出和邏輯運算時的錯誤率足夠低,一臺很快但錯誤率很高的量子計算機,還不如傳統(tǒng)意義上的超級計算機。
由于量子計算具有改變世界的巨大潛力,美國、歐盟、中國等競相加大對量子計算研究的投入,各研究機構(gòu)、科技巨頭、初創(chuàng)企業(yè)等爭相投身這場全球競賽。此前業(yè)界有觀點認為,2018年可能會有研究機構(gòu)實現(xiàn)量子霸權(quán),不過目前還沒有任何一家機構(gòu)公開宣稱已經(jīng)達到這個目標(biāo)。
“整個業(yè)界都在全速前進,建造越來越復(fù)雜精密的系統(tǒng),以找到能充分證實自己實現(xiàn)量子霸權(quán)的方法。”海登說。談及谷歌最新發(fā)布的處理器,他說:“(谷歌團隊的研究)方向是正確的,即不僅關(guān)注量子比特的數(shù)量,也注重量子比特的質(zhì)量。”
此前谷歌曾發(fā)布9個量子比特的處理器,這個相對小型的系統(tǒng)被認為有較高質(zhì)量,而將9個量子比特擴展到72個,會增加操控難度。海登說,由于72量子比特處理器的質(zhì)量參數(shù)還沒有確定,“(這款設(shè)備)是否可以與他們小型系統(tǒng)的量子比特的質(zhì)量相提并論,還不能確定。如果兩者非常接近,那么這將是個了不起的進步”。
海登在分析“狐尾松”處理器的特點時還說:“拋開量子霸權(quán),谷歌72量子比特處理器非常適合演示量子糾錯,非常適合演示如何將邏輯量子比特存儲在物理量子比特中,用一種強健的方式延長它們的使用壽命。”
“量子糾錯將是全功能量子計算系統(tǒng)一個至關(guān)重要的特征,”海登說,如果在量子糾錯方面取得突破,“意味著這種系統(tǒng)未來將可以在實踐中應(yīng)用,這與量子霸權(quán)一樣激動人心!”
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原文標(biāo)題:量子霸權(quán)是個模糊的里程碑
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