By Sundar Pichai CEO of Google
今天，《自然》杂志发布了150周年纪念日，有消息称Google的研究人员小组在量子计算领域取得了重大突破，这一突破被称为量子至上。这是一个艺术术语，这意味着我们已经使用量子计算机解决了一个问题，这将使计算机某项工作耗费的时间大大减少。这一刻代表着我们努力利用量子力学原理解决计算问题的一个里程碑。
尽管我们为即将到来的事情感到兴奋，但我们对到达这里所经历的旅程也感到非常谦卑。而且，我们谨记诺贝尔奖获得者理查德·费曼（Richard Feynman）留下的智慧：“如果您认为自己了解量子力学，就不了解量子力学。”
在许多方面，构建量子计算机的练习是我们对周围世界尚不了解的所有内容中的一课。尽管宇宙从根本上说是在量子水平上运行的，但人类却没有那样的体验。实际上，量子力学的许多原理直接与我们对自然界的表面水平观测相矛盾。然而，量子力学的性质具有巨大的计算潜力。
经典计算机中的一位可以将信息存储为0或1。一个量子位（或qubit）可以同时为0和1，这是一种称为叠加的属性。因此，如果您有两个量子位，则可以叠加四种可能的状态，并且这些状态呈指数增长。使用333个量子位，可以叠加2^333或1.7x10^100（一种Googol）计算状态，从而使量子计算机可以同时探索丰富的解决方案，其中包括许多可能的解决方案。
随着我们扩大计算的可能性，我们解锁了新的计算。为了证明计算速度优势，我们的量子机器仅用200秒就成功完成了一次测试计算，而这要用最强大的超级计算机中最著名的算法来计算1000年。仅由于对量子位的控制质量，我们才能实现这些巨大的速度。量子计算机容易出错，但是我们的实验表明，能够以足够少的错误进行计算，并且具有足够大的规模以胜过传统计算机。
对于我们从事科学和技术工作的人们来说，这是我们一直在等待的“高光”时刻，这是迄今为止使量子计算成为现实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。我们要实现更广泛的实际应用程序还需要很多年。
今天的量子计算机，我们可以用人类发射第一个脱离地球引力达到太空边缘的火箭来做对比。当时，有人问：为什么不带任何有用的东西进入太空？但这是科学的重大开端，因为它使人类可以设想一个完全不同的旅行领域……到月球，火星和超越我们自己的星系。它向我们展示了什么是可能的，并把看似不可能的东西推向了框架。
这就是这个里程碑代表的量子计算世界：一个可能性的时刻。
Google开始研究这样领域已经13年了。Google科学家Hartmut Neven于2006年开始探索有关量子计算如何帮助我们加快机器学习速度的想法。这项工作导致我们成立了Google AI量子团队，并在2014年，约翰·马丁尼斯（JohnMartinis）和他在加利福尼亚大学圣塔芭芭拉分校的团队加入了我们的工作，致力于构建量子计算机。两年后，塞尔吉奥·博伊索（Sergio Boixo）发表了一篇论文，将我们的工作重点放在了确定的量子优先的计算任务上。如今，该团队已经构建了世界上第一个超出超级计算机能力的量子系统，可以进行特定的计算。
我们之所以下了这些早期赌注，是因为我们相信并且仍然相信，量子计算可以加快解决世界上一些最紧迫的问题（从气候变化到疾病）的解决方案。考虑到自然是机械地量子行为，量子计算为我们提供了在分子水平上理解和模拟自然世界的最佳机会。通过这一突破，我们现在距离将量子计算应用于例如设计更高效的电池，使用更少的能量来制造肥料以及弄清楚哪些分子可以制成有效药物的步骤更近了一步。
这些应用程序还有很长的路要走，我们致力于构建能够为这些发现提供动力的经过纠错的量子计算机。我们一直都知道这将是一场马拉松，而不是短跑。关于构建尚未被证实的东西的事情是，没有剧本。如果团队需要零件，则他们必须自己发明并制造。而且，如果它不起作用（通常却没有），则必须重新设计并重新构建它。
一个转折点发生在2018年10月，当时南加州的野火肆虐。我收到一条消息，他们出于谨慎的考虑需要关闭圣巴巴拉实验室几天。我不知道的是，团队经历了一段缓慢的进展时期。几天的强迫休假帮助团队重新设置并以不同的方式思考问题，几个月后，他们取得了这一突破。
与任何先进技术一样，量子计算也引起了自己的焦虑和疑问。在思考这些问题时，我们遵循了一系列AI原则，这些原则旨在帮助指导先进技术的负责任创新。例如，多年来，安全界在Google的大力支持下一直致力于后量子加密技术，并且我们对未来的加密问题感到乐观，我们对此表示乐观。我们将继续发表研究成果，并使用我们的开源框架Cirq帮助广大社区开发量子加密算法。感谢美国国家科学基金会（National Science Foundation）对研究人员的支持，并且我们与NASA Ames和橡树岭国家实验室（OakRidge National Laboratory）合作取得了这一最新成果。与互联网和机器学习一样，政府对基础研究的支持对于长期的科学和技术成就仍然至关重要。
我对量子计算对Google和整个世界的未来意味着什么感到兴奋。这种乐观的部分原因在于技术本身的性质。您可以追踪从1950年代的巨型计算机到我们今天在人工智能方面所取得的进步，以帮助人们的日常生活。
量子计算将极大地补充我们在经典传统计算机上所做的工作（这些工作将会继续）。量子在许多方面使计算全面发展，这为我们提供了另一种表达宇宙语言，理解世界和人类的方式，不仅是二进制当中的1和0两个数字，而且还处于所有状态：美丽，复杂且无限可能。
