谷歌推出量子芯片，靠譜嗎

谷歌量子團隊放出了“大消息”。

12月9日，谷歌在官方博客宣布推出最新的量子芯片Willow。據介紹，該芯片多項指標都擁有一流性能，并取得了兩項重大成就：一是使用更多量子比特進行拓展，可成倍減少錯誤，解決了量子糾錯領域近30年來一直試圖攻克的關鍵難題；二是在基準測試中，Willow展示了一流性能。

然而，對于芯片的實際效果，有專家提示，不要高估Willow在一次測試中取得的成就。

紛紛擾擾之下，谷歌量子芯片究竟是放出的“王炸”，還是講了一個過于宏大的“故事”？

量子計算機真正實用有戲了嗎

具體來看，該芯片擁有105個量子比特（量子計算中的基本單位）。性能方面，Willow相關表現非常亮眼，不到5分鐘完成了一項計算，而當今最快的超級計算機之一需要1025年才能完成同樣的計算。

糾錯能力方面，Willow實現了錯誤率的指數級降低。“這一歷史性成就在業界被稱為‘低于閾值’，即能夠在增加量子比特數量的同時降低錯誤。”谷歌博客寫道。

Nature一篇文章用“真正了不起的突破”形容Willow在準確度方面取得的成就。

量子計算領域，當前學術界需要解決的難題之一便是量子糾錯。

“量子比特是量子計算中的基本信息單元。量子比特的狀態往往較為脆弱，容易受到外部環境的干擾而失去量子態，這就會導致量子比特發生錯誤，也就需要采取一定的措施來進行糾錯，這便是量子糾錯。”圖靈量子COO、北京公司總經理楊林向《中國經濟周刊》記者解釋。

隨著量子比特數量增多，出現錯誤的概率會隨之增多，糾錯也就變得非常重要。

如何理解Willow糾錯所帶來的影響？“Willow實現了真正有效的糾錯，為下一步制造真正實用的大規模量子計算機奠定了基礎。”楊林說。

Willow發布之后，谷歌股價上漲超過5%，并推動量子計算板塊集體上漲。但需要注意的是，從實驗室走向實際應用，也就是距離量子技術大規模商業化落地，仍為時尚早。

谷歌量子AI團隊的創始人兼負責人Hartmut Neven在接受媒體采訪時表示，本世紀末之前不會出現能夠進行商業應用的量子芯片。

“谷歌所選擇的是超導量子路線，該路線仍然需要面對環境適應性、大規模測控和可擴展性等方面的挑戰，在這些問題尚未得到有效解決之前，量子芯片難以實現大規模的商業化應用。”楊林說。

“不要拿蘋果和橘子進行比較”

早在2019年，谷歌便宣稱實現了“量子霸權”，其研制的包含53個有效量子比特的處理器Sycamore，花費約200秒便可完成傳統超級計算機要1萬年才能完成的任務。但IBM團隊則認為該說法誤導公眾。

在量子計算領域，實現量子計算機在特定問題上優于經典計算機的實驗被國際學術界稱為量子霸權（Quantum Supremacy，又稱量子優越性）。

目光轉至當下，Willow究竟有多強，各方仍有爭議。

英國薩里大學計算機專家Alan Woodward說，谷歌使用的是專門為量子計算機量身定做的性能測試工具，測試結果并不意味著Willow相比傳統計算機實現了“全面提速”。Alan警告“不要拿蘋果和橘子進行比較”。

楊林表示，目前所有的量子計算系統，無法在實際應用問題或通用計算問題上達成“量子霸權”，不必糾結于Willow的性能定義爭議，要看到其糾錯能力的進步。

“特定問題上的‘量子霸權’和實際應用問題、通用計算問題上的‘量子霸權’是有區別的。”楊林說，谷歌相關成果很好地推動了特定問題的解決，但在解決實際應用問題上仍需努力。

國內影響幾何

大洋彼岸的風還是吹到了中國。隨著Willow發布，12月11日，國內量子科技概念股應聲大漲。

值得關注的是，12月17日，由中國科學家研制的105個量子比特的“祖沖之三號”量子計算機相關成果在arXiv線上發表。數據表明，“祖沖之三號”的性能超過2024年10月谷歌發表的72比特Sycamore處理器6個數量級，為目前超導量子計算的最強優越性。

量子科技，全球競爭。中國科學院院士、中國科學技術大學常務副校長潘建偉表示，經過20余年的努力，我國量子科技領域整體已經實現了從跟跑、并跑到部分領跑的飛躍。

各國政府陸續出臺相關政策推動量子科技發展，中國亦不例外。潘建偉在10月舉辦的2024量子科技和產業大會上透露，我國正在編制國家量子科技相關規劃。

談及當下，楊林認為，當前量子科技已經到了科技成果產業化的階段。

他建議，各級政府引導基金、超長期特別國債以及中央企業創業投資基金能夠更多關注量子信息產業發展，給予長期資本支持。此外，在公共服務平臺、中試（科技成果產業化的關鍵環節）平臺的設置方面，也給予更多支持。

責編：楊琳 yanglin@ceweekly.cn

美編：孫珍蘭