量子霸權究竟意味著什麼?

量子霸權究竟意味著什麼?

當地時間 10 月 23 日,谷歌在《自然》(Nature)上發佈論文,再次向外界證明公司團隊已經通過實驗實現「量子優越性」(Quantum Supremacy,此前習慣稱作「量子霸權」)。

之所以說再次,是因為一個月之前,谷歌曾經和 NASA 聯合在網上洩露類似的實驗成果,聲稱取得了「量子優越性」。消息曝光,各界反響不一。論文中,谷歌設計了一個實驗問題,用其團隊的 53 量子計算機破解只需要 200 秒,而用傳統計算機則需要一萬年——這也是「優越性」之所在。

耐人尋味的是,另一家在量子計算領域投入力度很大的巨頭,IBM 在三天前公司曾經發布公開信,駁斥谷歌的論文「帶偏輿論」,甚至將「量子霸權」這個用法本身也進行了質疑。谷歌並未回應,直到昨天。

谷歌 CEO 桑達爾·皮查伊 也在當天發佈 Bolg,表達對公司量子計算團隊取得成績的欣喜。皮查伊稱團隊算是實現了量子計算的「hello world」時刻。

10 月 24 日,谷歌量子團隊的三位科學家 Yu Chen、Andrew Dunsworth 和 Anthony Megrant

接受了極客公園(id: geekpark)的採訪,向媒體解釋了其實驗的細節,以及其後的發展和應用可能性。


量子霸權究竟意味著什麼?


「優越性」何來

Quantum Supremacy,這個詞彙來自 John Preskill 教授,指的是在某些任務上,量子計算機相比傳統架構計算機在計算能力上有著無可比擬的優勢。Supremacy 本意指的是「至高無上」或者

「至尊」,翻譯成「霸權」並無不可。另外,正如皮查伊在接受採訪時曾經表示,「量子霸權」這個詞本身是一個表現「技術的藝術之美」的詞彙,並無更多延伸。IBM 曾經建議用新詞彙 Quantum Advantage 來代替前者,顯然谷歌聽勸了,工作人員一直強調將 Supremacy 翻譯成「優越性」更合適。

根據論文,谷歌團隊設計了一個實驗,令其量子計算機 Sycamore 描述一個量子版本隨意數字產生器所創造的不同結果的可能性。團隊通過隨機動作讓 53 個量子比特通過電路,後者產生 53 位比特流(digit string),共產生 2 的 53 次方組合可能。由於這個產出無法被計算,所以是隨機的。通過對電路進行 100 萬次採樣,Sycamore 能夠計算出其隨意數出現的可能性。

事實上這段文字來自《自然》雜誌,如果你沒法看懂,也沒有太大關係。極客公園嘗試讓谷歌團隊的三位科學家用簡單的比喻,來向普通人解釋這個實驗,他們也表示無能為力。「簡單的要點就是,如此超強的算力和新型算法,是第一次出現。」其中一位科學家在採訪中說到。

該任務使用谷歌的可編程超導處理器能夠只需要用 200 秒時間即可完成任務,而如果使用傳統架構計算機,即便是排名世界第一的超級計算機 Summit(美國能源部橡樹嶺國家實驗室)也需要 1 萬年這個理論可行實際不可操作的時間才能完成,這種「完勝」不管是叫「霸權」,還是叫「優勢」,區別其實不大。

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特別聲明:以上圖片及部分資料均來自網絡.


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