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谷歌实现量子突破

阅读量:3799599 2019-10-26



      官宣。美国实现了量子霸权!
  没错,就是那个量子计算200秒=地球最强超算1万年的突破,现在谷歌以最隆重的形式对外官宣,超过计算机识别猫、盖过AlphaGo横空出世。
  而且谷歌CEO还难掩激动地介绍,这就像飞机最初被发明的时刻——莱特兄弟的飞机第一次只飞了12分钟,但它证明了飞机飞行的可能性。
  这是一个历史性时刻,谷歌也首次透露,已经为此埋头攻坚了13年。
     IBM方面认为,“霸权”一词正在被几乎所有人误解,类似“实现量子霸权”的“标题党报道”会不可避免地误导公众。根据最严格的定义,这一目标尚未实现。
     无意的泄露
      
此前对于这样的里程碑突破,都处于设想阶段,从未被实现。
  但一个月前,谷歌的论文草稿,“意外”在NASA官网发布,结果非常震撼,称200秒的量子计算实现了最强超算1万年的结果。
  但不料论文匆匆下架,反而引起更大关注。
  当时舆论炸了锅,有认为谷歌沦为“神棍”瞎咋呼的,也有认为出于美国国家安全被下架……
     筚路蓝缕
 在量子计算上,谷歌的攻坚从13年前开始。
  2006年,谷歌科学家Hartmut Neven开始探索一个新的idea——用量子计算来加快机器学习的速度,并催生了谷歌AI量子团队。
  接着2014年,美国物理学会院士John Martinis加入了谷歌,担任谷歌量子硬件首席科学家,领导构建量子计算机的工作。

  两年后,量子计算理论首席科学家Sergio Boixo在Nature Communications上发表了相关论文,最终将团队的工作重点聚焦到了量子优势性计算任务上来。
  这是一场科研的马拉松,一切都从零起步。即使对于谷歌的明星团队来说,这样的工作也一样是巨大的挑战。
  实际上,在去年10月之前,谷歌在量子优越性方面的进展始终有限。
  然而万万没想到,2018年10月加州野火扑不灭,出于安全考虑,谷歌不得不短暂关闭位于圣克拉拉的实验室,一众科学家也被迫休假。
  但就在这期间,反而催生出新思路,然后实现了真正的跃迁。
  皮猜还感慨,量子计算并非明确性的未来,要相信并坚定认为能实现,并不容易。
  但谷歌内部始终相信,量子计算可以加速解决世界上一些最紧迫的问题。量子计算能为人类在分子尺度上理解和模拟自然界提供前所未有的良机。
       原理简介
     《自然》网站报道指出,量子计算机的工作方式与传统计算机有根本的不同:传统比特(bit)不是“1”就是“0”,但是量子比特(qubit)可以同时以多种状态存在。
  理论上,当量子比特“不可避免地”连结在一起时,物理学家可以利用它们波状量子态之间的干扰来进行计算。不通过这种方式,相关计算可能要花费数百万年的时间。
  具体来看,谷歌研制的“西克莫”量子芯片包含54个量子比特,每个量子比特都由超导环组成。由于有1个量子比特无法有效工作,芯片实际只使用了53个量子比特。
     两位首席科学家牵头

       Sergio Boixo是谷歌AI量子实验室的量子理论首席科学家,也在南加州大学电气工程系任教。
  他的研究领域是波色-爱因斯坦凝聚、量子信息、量子计算、量子通讯等,目前已在他的领域发表了84篇论文,总计被引用3259次。

 来自谷歌AI量子实验室的John Martinis,是量子硬件首席科学家。他曾是NIST的院士,也是美国物理学会的院士,目前也在加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校工作。
  John Martinis毕业于加州大学伯克利分校,并在那里他获得了两个物理学学士和博士学位。
  之后他加入了美国国家标准研究所(NIST),在此期间,他还发明了串联阵列超导量子干涉仪(SQUID)放大器。
  1993年,他开始着手建立基于超导传感器和串联阵列SQUID的高分辨率X射线微热量计。这项工作已经发展到包括在X射线微分析和天体物理学以及光学和红外天文学中的应用。
  在2010年,他被授予“年度科学突破”奖,原因是他首次证明了机械振荡器系统中的量子基态。
  2014年,他被授予伦敦超导量子比特低温物理学研究奖,同年加入谷歌领导量子硬件的研究工作。
最后的最后,在这历史性时刻,让我们用皮猜接受MIT科技评论专访的一些回答来结尾吧:
  我对这样的里程碑时刻备感兴奋,但确实也要提醒大家,这只是一个可能性被验证的开始,距离真正的大规模变革还需要很长时间——甚至是10年,但我们可以为科技发展的速度感到乐观,
                                       
                                           责任编辑:吉    高
                                        责任校对:黄化宁

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