谷歌研究人员今天在自然界发表了有关量子计算的最新研究成果，展示了其新型Sycamore处理器如何在200秒内运行测试计算，这将使世界上最大的超级计算机完成10,000年。

该论文的消息上个月在美国国家航空航天局(Nasa)的网站上泄露，详细说明了Google实现了所谓的“量子至上性”，这是在量子计算机能够解决需要经典计算机太长时间才能被认为实用的问题时发生的。

IBM本周对谷歌声称已实现量子至上的说法提出了质疑，因为这家广告巨头的研究人员未能说明经典计算机上的“大量磁盘存储”和其他资产。IBM研究人员声称，挑战谷歌的挑战将花费一两天半的时间，而不是一万年，而是一台经典计算机。

IBM研究人员写道：“由于约翰·普雷斯基尔(John Preskill)在2012年提出的“量子至上”一词的原始含义是描述量子计算机可以完成传统计算机无法完成的工作的点，因此尚未达到该阈值。”。

IBM最近宣布，其53量子位系统应于10月中旬推出，因此它对避免被Google的工作所超越具有极大的兴趣。

“ Google的实验很好地展示了基于超导的量子计算的进展，展示了53量子位设备上的最新门保真度，但它不应被视为证明量子计算机是'最高'的证明。经典计算机”，IBM员工说。

尽管如此，谷歌首席执行官桑达尔·皮查伊(Sundar Pichai)仍将谷歌的工作视为“量子计算的重大突破，称为量子至上”。

对于在那里的极客，Pichai将其描述为“我们一直在等待的'hello world'时刻–迄今为止使量子计算成为现实的最有意义的里程碑”。

量子计算的魅力在于，由于称为叠加的量子特性，量子位可以同时为0和1。

因此，量子计算机上的1和0可以随时处于四种可能的状态，而不仅仅是传统计算机中的1和0。具有54个量子位的量子计算机可以具有2 ^ 54个计算状态，并且由于它可以按指数比例扩展，因此它有可能使计算机在一天之内解决更复杂的挑战。

谷歌研究人员在该公司的AI博客上更详细地介绍了Sycamore处理器。一个关键的成就是该小组解决了量子计算机易于出错的趋势。

“它由一个二维网格组成，其中每个量子位都连接到其他四个量子位。因此，该芯片具有足够的连通性，使得量子位状态可以在整个处理器中快速交互，从而使整个状态无法用经典方法有效地进行仿真。计算机”，Google研究人员解释说。

量子至上实验是通过改进的两位门实现的，两位门是量子电路的基础，其功能与经典计算机中的逻辑门相同。谷歌表明，即使同时操作多个门，它也可以达到创纪录的性能。

“我们使用新型的控制旋钮可以关闭相邻量子比特之间的交互，从而达到了这一性能。这大大降低了这种多连接量子比特系统中的误差。我们通过优化芯片设计以降低串扰，进一步提高了性能。 ，并通过开发新的控制校准来避免量子位缺陷。”

正如有关该研究的《自然》报告中所述，谷歌的至高无上的演示是通过在Sycamore上实施的电路上的“采样解决方案”进行的。然后将结果与经典超级计算机(包括田纳西州橡树岭国家实验室的大型Summit超级计算机)进行的仿真进行比较。

谷歌表示，将来它将向希望为当今量子处理器开发算法和应用程序的合作者，学术研究人员和公司提供“至上级”处理器。

该小组还竞相制造一种容错量子计算机，他们相信该计算机可用于设计新材料，例如汽车和飞机的轻质电池，更好的肥料和更有效的药物。

研究人员指出：“获得必要的计算能力仍需要数年的艰苦工程和科学工作。但是，我们现在已经清楚地看到了一条道路，我们渴望前进。”