Google推出Willow量子晶片，以歷史性進步徹底改變運算

谷歌在量子計算領域的展示標誌著一個前後 柳，其創新的量子晶片有望徹底改變這項技術。該處理器的尺寸只有幾厘米，能夠在短短五分鐘內完成計算，這比最先進的超級電腦所花費的時間比宇宙的估計年齡還要長。這一切，得益於 前所未有的運算能力 並取得重大進展 量子糾錯.

這項進展不僅體現了Google對量子計算的承諾，也凸顯了這項技術如何邁向量子運算。 實際應用 可以解決醫學、化學和人工智慧等領域的複雜問題。

糾錯的巨大飛躍

迄今為止，量子計算的主要障礙之一是量子位元（量子系統中資料的基本單位）對雜訊、溫度變化或輻射等因素造成的錯誤非常敏感。這些失敗累積起來，使問題複雜化 系統可擴展性。 但是， Willow 成功地克服了這個限制 使用糾錯技術，透過增加使用的量子位元數量以指數方式降低故障率。

這一進步在該領域被稱為“保持在閾值以下”，使量子系統變得越來越高效和精確，在解決問題的同時又不失去區別於經典計算機的量子特性。谷歌量子人工智慧負責人哈特穆特·內文（Hartmut Neven）表示，“系統隨著規模的增長而變得更加量子化，而不是更加經典化，這是第一次。”

當您考慮到即時糾錯是使用 3x3、5x5 和 7x7 量子位元陣列執行的，從而成功地將邏輯量子位元的使用壽命延長到超出當前限制時，這一成就就更令人驚訝了。

超越已知極限的量子霸權

為了衡量 Willow 的有效性，Google 使用了隨機電路取樣 (RCS) 測試，考慮了 最具挑戰性的標準 在量子計算中。該測試旨在驗證量子電腦是否可以完成經典電腦無法完成的任務。 Willow 出色地通過了測試： 在不到五分鐘的時間內完成了像 Frontier 這樣的超級電腦需要 10 億年才能完成的計算.

Google研究員邁克爾紐曼（Michael Newman）表示：“這些結果令人興奮，因為它們表明我們正在向實用且有用的大規模量子計算機邁進。”這項性能使 Willow 領先於其前輩，例如 Google 於 2019 年推出的量子晶片 Sycamore。

即將到來的革命性應用

Willow 的潛力遠遠超出了實驗室測試的範圍。谷歌表示，這款晶片是邁向創建 量子電腦 可以解決複雜的現實問題。最有前途的應用包括：

• 更快、更有效率的藥物開發。
• 電動汽車高容量電池的最佳化。
• 探索人工智慧和機器學習的新可能性。

此外，專家指出，Willow 即時執行錯誤修復的能力可以加速以下領域的進步： 核融合能源，這個領域被認為是解決未來能源挑戰的關鍵。

量子運算的未來

儘管取得了令人印象深刻的成果，但研究人員承認，距離量子電腦成為現實還有很長的路要走。馬德里自治大學理論物理學家卡洛斯·薩賓 (Carlos Sabín) 表示，儘管 Willow 提供了一個充滿希望的願景，但“我們還遠遠沒有擁有足夠的邏輯量子位來執行有用的計算。”

然而，谷歌相信，這些進步將打開新的大門，不僅在研究領域，而且在這項革命性技術的實際應用中。 Harmut Neven 強調，有了 Willow，“我們距離實現大規模功能量子計算機又近了一步。”

透過 Willow，量子計算被整合為一種工具 改變我們世界的潛力。從減少錯誤到展示量子霸權，這款晶片標誌著下一次偉大技術革命道路上的轉折點。