科学家宣告量子算法进步1.5万亿倍1万年只需200秒

一项新的研讨标明，人类刚刚进入了量子霸权的年代！

依据研讨人员在《天然》杂志上的陈述说，量子核算机第一次处理了传统核算机在实践运用中无法处理的问题。来自加州大学圣巴巴拉分校谷歌人工智能量子试验室的物理学研讨生研讨员布鲁克斯·福克斯发表声明：在经典的超级核算机上核算1万年的时刻，在咱们的量子核算机上只需要200秒！成功完成了1.5万亿倍的腾跃！咱们很快乐宣告这一成果！

量子核算机

1981年，美国阿拉贡国家试验室的Paul Benioff最早提出了关于量子核算的底子理论，尔后量子核算机的开展逐步鼓起。量子核算机的凶猛之处在于它是运用亚原子粒子存储信息，简略地说，它是一种能轻松完成量子核算的机器，是一种经过量子力学规矩以完成数学和逻辑运算，处理和贮存信息才能的体系。

咱们咱们都知道亚原子粒子国际的行为规矩与操控宏观国际的规矩十分不同，而在量子核算机中其硬件的各种元件的尺度到达原子或分子的量级。例如，量子粒子能够一起以两种不同状况的“叠加”方式存在，粒子能够被相隔数光年，但仍然“羁绊”在一起，影响相互的特点，也便是所谓的“量子羁绊”简略来说，当两个粒子相互羁绊时，一个粒子的行为会影响另一个粒子的状况，此现象与间隔无关，理论上即便相隔亿万公里外，一方一念刚生，另一方便知其所想，所以也有人把它们比作“超光速行为”的存在！

与传统超级核算机的差异

首要，传统核算机是经过集成电路中电路的通断来完成0、1之间的差异，底子单元是比特，比特是一种有两个状况的物理体系。可是量子核算机中，底子信息单位是量子比特（qubit），用两个量子态│0>和│1>替代经典比特状况0和1，这两者最要害的差异是量子比特能够以两个逻辑态的叠加态的方式存在，即两个状况是0和1的相应量子态叠加。

其次，量子核算机和一般的超级核算机核算载体也有差异，一般核算机的载体是集成电路，运用的是电路剖析，量子核算机的载体是分子原子乃至更小的底子粒子，运用的量子相干性，因而两者的运算速度是千差万别！

这次此次谷歌的量子超级低温恒温器，里边便是此次完成量子霸权的Sycamore量子核算机。研讨人员着重叠加现象是量子核算惊人的潜在才能的要害，量子核算机每单位体积能够存储和处理的信息比传统核算机多得多！

这项新研讨让咱们感触到了这种力气。由谷歌AI Quantum的Frank Arute领导的研讨小组，运用了一种名为Sycamore的量子核算机，它有53个功用量子位外加一个不能正常作业的量子位。科学家们将这53个量子位元羁绊成一个杂乱的叠加态，然后让Sycamore履行一个相似随机数生成的使命。然后将结果与在田纳西州橡树岭国家试验室的Summit超级核算机上运转的模仿进行比较。

来自麻省理工学院的物理学家威廉·奥利弗在《天然》杂志一篇文章中写道:“‘Summit’是现在国际上抢先的超级核算机，每秒的运算才能约为2亿亿亿次。它由大约40000个处理器单元组成，每个处理器单元包括数十亿个晶体管和2.5亿千兆字节的存储空间。”

正如布鲁克斯·福克斯所指出的，Sycamore只花了3.5分钟就完成了，而这次峰会的作业标明，即便是最强壮的传统超级核算机也要花上大约一万年的时刻来研讨这样的一个问题。在国际上最快的超级核算机上，量子优势逾越了当今抢先的经典算法，这确实是一个了不得的成果，也是量子核算的一个里程碑。它从试验上再次标明，量子核算机代表了一种新的核算模型，这种模型与经典核算机有着底子的不同。

但是物理学家威廉·奥利弗也着重，在量子核算机成为咱们日常日子的重要组成部分之前，还有很多的作业要做。在此之前，研讨人员将不得不开发新的算法，能够在不久的将来运用简单犯错的量子处理器。并且，为了使这项技能在长期内具有商业可行性，科学家们有必要规划出强壮的协议来纠正量子差错。