智東西
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智東西2月23日報導，今日，Alphabet及谷歌CEO桑達爾·皮查伊發布博客文章，宣布穀歌量子AI研究人員首次通過實驗證明，通過增加量子比特的數量來減少錯誤是可能的。相關研究論文已發表於國際頂級學術期刊Nature。
博客連結：https://blog.google/inside-google/message-ceo/our-progress-toward-quantum-error-correction/
論文連結：https://www.nature.com/articles/s41586-022-05434-1
三年前，谷歌的量子計算機首次演示了一項計算任務，其性能超過了最快的超級計算機。這是其構建大規模量子計算機路線圖上的一個重要里程碑，也是許多人一直期待的「Hello，world」時刻。但在科學進步的漫長過程中，這只是使量子應用對人類進步有意義的一步。
如今，谷歌迎來第二個里程碑時刻：首次實現了擴展邏輯量子比特的實驗。
在量子計算中，一個量子位是量子信息的基本單位，它可以呈現比0和1更豐富的狀態。谷歌的突破代表了其如何操作量子計算機的重大轉變。谷歌不是在量子處理器上逐個處理物理量子位，而是將一組量子位視為一個邏輯量子位。因此由49個物理量子位製成的邏輯量子位的性能優於由17個量子位製成的邏輯量子位。
谷歌量子計算機通過以一種被稱之為量子算法的有序方式操縱量子比特來工作。
挑戰在於，量子比特非常敏感，即使是雜散光也會導致計算錯誤，而隨著量子計算機的發展，這個問題會更加嚴重。實用的量子計算所需的量子比特錯誤率遠遠低於今天的錯誤率，彌補這一差距需要量子糾錯。
量子糾錯通過對多個物理量子比特進行編碼以形成「邏輯量子比特」來保護信息，並且被認為是生產錯誤率低到足以進行有用計算的大規模量子計算機的唯一方法。
谷歌不再計算單個量子比特本身，而是計算邏輯量子比特，通過將量子處理器上大量的物理量子比特編碼為一個邏輯量子比特，希望降低錯誤率，從而實現有用的量子算法。
皮查伊在博客文章中寫道，谷歌一直在朝著擴展邏輯量子比特實驗的這一里程碑和未來的里程碑努力，因為量子計算機有潛力為數百萬人的生活帶來實實在在的好處，包括被用於識別新藥物的分子、用更少的能量製造肥料、設計從電池到核聚變反應堆等更有效的可持續技術、進行物理研究等等。
因此，谷歌正在努力最終為客戶和合作夥伴提供量子硬體、工具和應用程式，包括通過谷歌雲提供量子計算相關技術。
為了進一步挖掘量子的潛力，谷歌還需實現更多的技術里程碑，以便以低錯誤率擴展到數千個邏輯量子比特。
前方還有很長的路要走。谷歌技術的幾個組件需要改進，從低溫到控制電子到量子比特的設計和材料。隨著這些發展，大規模量子計算機將更加清晰。開發量子處理器也是人工智慧輔助工程的一個很好的測試平台，因為谷歌探索使用機器學習來改進其流程。
考慮到量子計算的強大潛力，谷歌也在採取措施負責任地開發量子計算。該公司與政府和安全社區的合作夥伴關係正在幫助創建可以保護網際網路流量免受未來量子計算機攻擊的系統，將確保谷歌雲、安卓和Chrome等服務在量子未來依然安全可靠。
皮查伊說，谷歌將繼續努力，直到有一天量子計算機可以與經典計算機協同工作，擴展人類知識的邊界，幫助找到世界上一些最複雜問題的解決方案。
來源：谷歌官方博客，Nature