「量子霸权」真的来了：谷歌论文正式在《自然》杂志发表

为了确保量子计算机在未来的实用性，我们还需要验证没有来自量子力学的根本障碍。物理界有着通过实验检验理论极限的悠久历史，因为人们开始探索具有大不相同的物理参数的新体系时，常常会出现新现象。之前的实验表明，量子力学在状态空间维数达到约1000个的情况下仍能按预期工作。在这里，我们将该测试扩大到10万亿个大小，结果发现一切仍按预期工作。我们还通过测量双量子比特门的误差来测试基本量子理论，结果发现这准确预测了标准量子霸权电路的基准测试结果。这表明没有意外的物理因素会降低我们量子计算机的性能。因此，我们的实验提供了证据，表明更复杂的量子计算机应该按照理论运行，并使我们对继续扩大规模充满信心。

应用领域

Sycamore量子计算机是完全可编程的，可以运行通用量子算法。自从春季获得量子霸权成果以来，我们的团队一直致力于研究近期的应用，包括量子物理模拟和量子化学，以及应用于生成式机器学习及其他领域。

下一步是什么？

我们的团队在将来有两个主要目标，都旨在为量子计算寻找有价值的应用。首先，将来我们将向合作者和学术研究人员以及有兴趣开发算法，为如今的NISQ处理器寻找应用领域的公司提供我们的量子霸权级处理器。富有创造力的研究人员是创新的最重要资源——鉴于我们有了一种新的计算资源，我们希望更多的研究人员能够通过尝试发明有用的技术而进入这一领域。

其次，我们往团队和技术投入资源，尽快研制出容错量子计算机。这种设备有望应用于众多重要领域。比如说，我们可以设想量子计算有助于设计新材料——用于汽车和飞机的轻型电池、可以更高效地生产肥料的新型催化剂（如今这个过程产生的碳排放量占全球的2%以上）以及更有效的药物。获得必要的计算能力仍需要做多年艰苦的工程和科学工作。但是我们现在清楚地看到了一条道路，我们渴望向前迈进。

博客原文：https://ai.googleblog.com/2019/10/quantum-supremacy-using-programmable.html

谷歌CEO桑德尔·皮查伊（Sundar Pichai）今日发表题为“我们的量子计算里程碑意味着什么”的文章。对谷歌在量子计算领域取得的重大突破进行了回顾，并对其应用前景进行了展望。（由新浪科技翻译）

以下为皮查伊文章全文：

今天，《自然》杂志刊登了创刊150周年的纪念文章，阐述了谷歌研究团队在量子计算领域取得的重大突破，即“量子优越性”（quantum supremacy）。这是一个专业术语，意思是我们已经开始使用量子计算机来解决问题，这些问题要使用传统计算机来解决，所需要的时间是不可想象的。显然，这一刻代表着我们努力利用量子力学原理解决计算问题取得一个重大里程碑。

在对未来感到兴奋的同时，我们也为取得这一成就所经历的旅程感到卑微。我们铭记着伟大的“诺贝尔奖”获得者理查德·费曼（Richard Feynman）留给我们的智慧：“如果认为你已经了解了量子力学，那么你就不了解量子力学。”

在许多方面，建造一台量子计算机的努力，是关于我们对周围世界还不了解的所有事情的一堂大课。虽然宇宙从根本上是在量子水平上运行的，但人类并不是以这样方式在体验。事实上，量子力学的许多原理直接与我们对自然的表面观察相矛盾。但是，量子力学的本性具有极大的计算潜力。

传统计算机中的一个比特（bit）可以将信息存储为0或1，而一个量子比特（qubit）可以同时为0和1，这是一种被称为“叠置”（superposition）的属性。所以如果你有两个量子比特，就会有四种可能的状态，你可以把它们叠加在一起。显然，这种计算状态会呈“指数级”增长。对于333个量子比特，会有2^333，或1.7x10^100个计算状态。你可以把它叠加在一起，允许量子计算机同时探索一个问题可能拥有的许多解决方案。

在我们扩大计算可能性时，我们开启了新的计算。为了证明其优越性，我们的量子计算机在短短200秒内成功地完成了一道测试计算。而对于传统的最强大的超级计算机，需要数千年才能完成。我们之所以能够达到如此快的速度，就是因为我们对量子比特的控制质量。虽然量子计算机很容易出错，但我们的实验表明， 它在大规模计算时较少犯错的能力足以超越传统计算机。

对于我们这些从事科学技术工作的人来说，这是我们一直在等待的“你好，世界”（hello world）时刻，也是迄今为止量子计算成为现实所取得的最有意义的里程碑。但是，从今天的实验室实验到明天的实际应用，我们还有很长的路要走；我们需要很多年才能实现更广泛的现实应用。

（编辑：核心网）

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