12月9日,谷歌在其官方博客上震撼发布了一款名为“Willow”的最新量子芯片。据谷歌介绍,Willow芯片能够在短短5分钟内完成复杂的计算任务,而这样的计算任务,即便是目前世界上最强大的超级计算机,也需要“10的25次方”年的时间才能完成——这个时间远远超过了宇宙的年龄,几乎是不可想象的。
自1995年量子纠错理论被提出以来,科学家们一直在为攻克量子计算中最棘手的难题而努力:如何有效控制量子比特的计算误差。量子比特由于其固有的脆弱性,极易受到环境噪声的干扰,从而导致信息的丢失。然而,谷歌的Willow芯片彻底颠覆了这一现状。它不仅能够在扩展量子比特数量的同时有效控制误差,还实现了“低于阈值”的跨越性突破。通过极其精细的工程设计,Willow芯片在增加量子比特数量的过程中,成功地将错误率呈指数级下降。从3x3到5x5,再到7x7的量子比特阵列,每一次扩展都稳定地将错误率减半。
谷歌团队在同一天发表在《自然》杂志上的一篇论文中进一步指出,Willow芯片显著降低了错误率,成功解决了量子纠错领域近30年来一直在研究的关键挑战。谷歌量子计算负责人Hartmut Neven表示,这一突破使得建造更大规模的量子计算机成为可能,谷歌现在可以开始考虑成本效益方面的权衡。
谷歌首席执行官Sundar Pichai在X平台上对Willow芯片给予了高度评价:“我们认为,Willow是我们构建实用量子计算机的重要一步。它在药物发现、聚变能、电池设计等众多领域都有着广阔的实际应用前景。”
谷歌CEO发文官宣这项重磅进展后,马斯克立即评论“Wow”。OpenAI联合创始人兼CEO萨姆·阿尔特曼也来道喜:“大大的祝贺!!”
量子信息以量子力学基本原理为基础,通过量子系统的各种相干特性(如量子并行、量子纠缠和量子不可克隆等),进行计算、编码和信息传输。量子信息主要包括量子计算、量子通信和量子测量三大领域,在提升计算困难问题的运算处理能力、加强信息安全保护能力、提高传感测量精度等方面,具备超越经典信息技术的巨大潜力。
量子信息作为极具潜力和颠覆性的前沿领域,已经成为我国战略性新兴产业的重要组成部分。
从全球范围来看,美国、英国、日本等主要科技强国都在持续发力布局量子信息领域,密集推出相关科技战略规划,旨在通过基础研究的战略部署、全链条协同创新、产业化应用落地以及人才发展等方面的措施,抢占量子信息的战略高地。
当前,量子信息已经成为我国抢占未来产业制高点的战略领域之一,有望引领新一轮科技革命和产业变革的方向。我国科技企业高度重视量子科技的研究与发展,量子科研成果不断涌现。在量子通信领域,创新活力竞相迸发,国内已经发布了高速量子密钥分发设备、量子卫星小型化地面接收站、单光子探测器等核心产品。作为率先部署大规模量子保密通信网络的国家,中国正在积极推动量子保密通信网络的进一步发展和产业链的成熟,尝试建立完整的网络运营模式,由专业的量子保密通信网络运营商构建广域量子保密通信网络基础设施,为各行业客户提供稳定、可靠、标准化的量子安全服务。
此外,华为、腾讯、阿里、中国移动等企业提前布局量子计算领域,从现阶段来看,量子计算机正处于从研发开始往工程化、商业化方向前进。
欧洲科学院院士、欧洲人文和自然科学院外籍院士金石表示,“当前,以量子计算机、量子云平台为基础开展的应用场景探索,逐渐成为业界研究热点。”他认为,依托量子计算,可为金融科技、大数据、气象预测、生物医药、能源交通等行业提供更高效的解决方案。
中国移动集团首席专家钱岭表示,随着人工智能技术的突破,对算力的需求是呈现指数级增长,用线性增长的算力硬件能力提升来应对指数级增长的需求是难度非常大的,与此同时我们也面临算力利用率低下、兼容性差、能耗效应等问题,未来量子计算是解决或者缓解这些问题的可能途径之一。
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