Google開發的可程式化54量子位元處理器Sycamore。

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量子電腦有多強?Google最新實驗成果近期登上了知名科學期刊自然雜誌,在特定實驗設計下,54量子位元的量子電腦運算200秒可比美現今最快超級電腦1萬年。

Google的實驗成果近期以「使用可程式化超導處理器的量子優越性」(Quantum Supremacy Using a Programmable Superconducting Processor)登上自然雜誌,在該實驗中,Google打造一54量子位元(qubit)處理器Sycamore,在200 秒內執行的運算量,是全球最快超級電腦需要運算1萬年。

所謂的量子優越性(Quantum Supremacy,或稱量子霸權)是外界看好量子運算發展潛力,相信量子運算裝置終有一天將能解決現今傳統電腦無法解決的問題,Google這項實驗結果證實了量子電腦龐大發展潛力,在特定應用下,超越現今超級電腦的運算能力。

在這項實驗中,先假設由一群量子運算的新手編寫演算法,因這些新手先前沒有經驗,編寫的演算法看起來沒有特定的順序、隨機化,在隨機的電路裡,沒有傳統演算法結構可尋,因此需要大量的傳統超級電腦運算才能模擬這類量子電路。

由量子電腦每次執行量子電路都會產生一組位串,例如0000101,隨著量子干擾產生,在多次實驗下,某些位串較容易出現,但隨著量子位元、電路深度的逐漸增加,傳統電腦將愈難找出隨機量子電路最可能的位串,在進行多次重覆實驗下,量子電腦運算能力優於傳統電腦運算。

Google AI量子團隊指出,Sycamore是以2個維度網格設計,每個量子位元和其他4個量子位元相連,每個量子位元狀態得以快速互動,現今電腦運算難以有效模擬其狀態。

該團隊強調使用54量子位元處理器Sycamore的量子電腦可完全程式化,執行通用的量子演算法,並已在去年春季達到量子的優越性,目前該團隊已準備用於近期的應用,包括量子物理模擬、量子化學,以及生成式機器學習等其他領域上的新應用。

Google表示,這項成果是許多人奉獻研究的心血結晶,同時開啟了新的里程,探索這項技術的應用可能性,目前已和研究社群合作打造開放原始碼工具,希望找出量子計算的全新應用。


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