Google是否实现了量子霸权？
Google的Sycamore芯片在其量子低温恒温器中保持凉爽。
（图片：©Eric Lucero / Google，Inc.）
Google刚刚在计算机科学领域实现了飞跃。Google使用该公司最先进的量子计算机Sycamore，通过解决一般机器几乎无法解决的问题，宣称对世界上最强大的超级计算机具有“ 量子至上性 ”。
量子计算机在200秒内完成了复杂的计算。这同样的计算将采取即使是最强大的超级计算机约10,000年内完成，该研究小组，由约翰·马提尼酒，在加州圣巴巴拉大学的实验物理学家的带领下，写在周三公布（10月23日），他们的研究登上了自然杂志。
Martinis实验室的研究生研究员Brooks Foxen 在一份声明中说： “通过改进的经典硬件和算法，目前估计为10,000年的经典仿真时间可能会减少。” 他补充说：“但是，由于我们目前的速度是1.5万亿倍，因此，我们很乐意为这一成就而声名狼藉。”
Google选择要征服的计算就相当于产生了一个很长的随机数列表，并将其值检查了一百万遍。结果是在量子力学领域之外不是特别有用的解决方案，但是它对设备的处理能力有很大的影响。
不确定性方面的优势
普通计算机使用信息的“位”执行计算，该信息像通断开关一样，只能以两种状态存在：1或0。量子计算机使用量子位或“量子位”，它们都可以作为1存在。和0同时显示。量子力学的这种奇怪结果被称为叠加态，是量子计算机相对于传统计算机优势的关键。
例如，一对位可以在任何给定时间仅存储四个可能的状态组合（00、01、10或11）之一。一对量子位可以同时存储所有四个组合，因为每个量子位同时表示两个值（0和1）。如果添加更多的量子比特，计算机的能力将成倍增长。三个量子位存储八个组合，四个量子位存储16个，依此类推。Google的新计算机具有53个量子位，可以存储253个值，或超过10,000,000,000,000,000（10个万亿）组合。当量子力学的另一个基本且同样离奇的特性进入纠缠态时，这个数字将变得更加令人印象深刻。
在爱因斯坦（Albert Einstein）描述为“远距离怪异的动作” 的现象中，在某个时间点相互作用的粒子可能会纠缠在一起。这意味着通过测量一个粒子的状态，您可以同时知道另一个粒子的状态，而不管粒子之间的距离如何。如果量子计算机的量子位纠缠在一起，它们都可以同时测量。
Google的量子计算机由超导金属的微观电路组成，这些电路以复杂的叠加状态纠缠53量子比特。在纠缠量子比特产生零和253之间的随机数，但由于量子干涉，一些随机的数字显示了比别人多。当计算机测量这些随机数百万次时，由于它们的不均匀分布而产生了一种模式。
“对于传统计算机，计算这些操作的结果要困难得多，因为它需要计算处于253种可能状态中的任何一种的概率，其中53种来自量子位数量，这就是为什么人们首先对量子计算感兴趣的原因。”
利用量子纠缠和叠加的奇怪特性，Martinis的实验室在200秒内使用Sycamore芯片产生了这种分布模式。
在纸面上，很容易说明量子计算机为何能胜过传统计算机。演示现实世界中的任务是另一回事。传统计算机可以在其处理器中堆叠数百万个操作位，而量子计算机却难以扩展它们可以操作的量子位的数量。纠缠的量子比特会在短时间后变得纠结，并且容易受到噪声和错误的影响。
研究人员说，尽管Google的这项成就无疑是量子计算领域的一项壮举，但该领域仍处于起步阶段，实用的量子计算机仍然遥遥无期。
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