Google 公告具有 70 个量子位元 Sycamore 处理器

Google 研究员最近宣布，全新 70 个量子位元 Sycamore 量子电脑再度突破新效率：运算速度比全球最强美国 Frontier 超级电脑快 47 年，彻底展现量子霸权 Quantum Supremacy 优势。

通常量子电脑需超特定极端条件下，努力确保稳定和无错误才能正常运行，光实用性而言，量子电脑似乎更像处于早期原型机阶段。尽管有这些限制，量子电脑运算的潜力不断突破。

多年来，Google 追求量子霸权的利器莫过于特制 Sycamore 量子处理器。2019 年论文指出，面对先进超级电脑需耗时 1 万年才能计算完成的任务，Google 拥有 53 个量子位元的 Sycamore 处理器只需 200 秒就能完成。

Google 宣称已实现量子霸权。4 年后，Google 通过内置 70 个量子位元之 Sycamore 处理器的全新量子系统，再度展示量子霸权的新实验（研究论文刊登在线上论文库 arXiv）。

这次实验 Google 团队采用称之为随机电路采样（random circuit sampling）的复杂综合基准测试，亦即从随机生成的量子过程获取读数，最大程度提高运行速度，同时降低外部噪声破坏计算的风险。Frontier 超级电脑需超过 47 年才能完成的任务，Sycamore 量子电脑只需几秒钟就大功告成。

Google 团队声称，这证明量子霸权，亦即证实量子电脑可处理最快经典超级电脑也无法处理的任何计算任务。实验也揭露更多量子噪声（量子电脑在模糊机率状态下运行时与生俱来的不确定性和脆弱性），如何运行时影响整个处理过程，并某些情况导致量子系统出现新相态。解决噪声问题以正确记录量子位元状态，对量子电脑正常运行至关重要，这也是科学家努力解决的重点目标之一。

虽然业界对量子电脑特定模拟的实用性，以及将它和经典超级电脑性能比较的公平性一直有争议。但总部位于英国剑桥的量子公司 Riverlane CEO Steve Brierley 却给予 Google 最新实验极高评价，他不但认同代表量子运算研究又一个重大里程碑，甚至认为是否达成量子霸权的争论获得解决。