谷歌推出新款量子計算晶片 5分解決電腦耗10億年的難題

谷歌希望量子電腦有一天能解決當今電腦無法解決的醫學、電池化學和人工智慧(AI)領域的各類問題。(圖片來源/谷歌臉書)

《路透》報導指出,網路搜尋巨頭谷歌宣布,該公司已經利用新一代晶片克服量子計算的關鍵挑戰,在5分鐘內解決一個計算問題,相比之下,傳統電腦要花費的時間比宇宙歷史(10億年)還要多。

世界首富馬斯克(Elon Musk)對此發出驚歎,他在推特回應谷歌執行長Pichai對Willow晶片的介紹,他寫道:「哇。」

谷歌新款晶片克服量子計算挑戰

與微軟IBM等科技巨頭一樣,Alphabet旗下的谷歌也在追逐量子運算(quantum computing),因為該公司承諾開發出的系統運算速度遠遠快於當今最快的系統。

雖然谷歌位於加州聖塔芭芭拉的量子實驗室解決的數學問題無法商業應用,但是谷歌希望量子電腦有一天能解決當今電腦無法解決的醫學、電池化學和人工智慧(AI)領域的各類問題。

谷歌周一發布的結果來自新款AI晶片「Willow」,這一款晶片有105個「量子位元」(qubits),這是量子電腦的構建模組。量子位元速度快,但容易出錯,因為它們可能會受到外太空事件的影響,例如次原子粒子等小物體的撞擊。

隨著更多「量子位元」被封裝到晶片上,這些錯誤會累積起來,使「量子位元」晶片沒有比傳統的電腦晶片更好。

谷歌找出方法串起量子位元

從1995年Peter Shor引入量子糾錯以來,這一直是一個突出的挑戰,所以,30年以來,科學家一直致力於量子糾錯。

谷歌周一在知名科學期刊《自然》(Nature)發表一篇論文,指出他們已經找到一種將Willow晶片的量子位元串在一起的方法,這樣錯誤率就會隨著量子位元數量的增加而減少。該公司還表示,他們可以即時糾正錯誤,這是使其量子機器實用化的關鍵一步。

谷歌的量子AI部門負責人哈特穆特.內文(Hartmut Neven)在接受媒體訪問時表示:「我們部門的財務已經超越收支平衡點。」

他還說:「量子晶片解題迅速,這個令人難以置信的數字超出物理學已知的時間範圍,也大大超過宇宙的年齡。」

與2019年相比,這是一個巨大的飛躍,2019年谷歌宣布其量子處理器可以在3分鐘內解決一個極難的數學方程,而超級電腦需要1萬年。

新款量子計算晶片能及時糾錯

除了更強大的性能之外,研究人員還找到一種減少錯誤的方法,谷歌形容「這是量子計算的最大挑戰」。量子計算採用量子位元,這是一種可以同時存在於多種狀態的單位,例如 1、0 以及介於兩者之間的任何狀態。

2019年,谷歌聲稱Google的量子晶片解決傳統電腦需要一萬年才能解決的問題,引起IBM提出質疑,聲稱假設使用傳統系統的不同技術也可以在2天半內解決該問題。

12月9日,谷歌發表的一篇部落格文章表示,它在最新的模型考量一些疑慮。谷歌指出,即使在最理想的條件下,傳統電腦仍需要10億年,才能獲得與谷歌最新晶片相同的結果。

谷歌的量子AI首席架構師安東尼.梅格蘭特(Anthony Megrant)接受採訪時表示,谷歌一些競爭對手正在生產比谷歌更多量子位元的晶片,但是谷歌專注製造盡可能可靠的量子位元。

先前,谷歌的晶片是在加州大學聖塔芭芭拉分校的共用設施製造的,但是後來建立自己的專用製造設施,來生產自家Willow晶片。梅格蘭特表示,新設施將加快谷歌製造未來晶片的速度,這些晶片在低溫恆溫器的巨大冰箱裡冷卻以進行實驗。

「如果我們有一個好主意,我們希望團隊的某個人能夠盡快將晶片放入無塵室,以及放入其中一台低溫恆溫器裡面,這樣我們就可以推進大量的學習周期。」梅格蘭特進一步說明。

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