比全球最強超算快一萬三千倍，谷歌宣佈量子計算邁入實用倒計時

谷歌母公司Alphabet(GOOGL.O)旗下的量子計算團隊在其“Willow”量子芯片上成功運行了一種可在其他類似平臺上重複執行、並能超越傳統超級計算機性能的算法。谷歌表示，這一突破爲量子技術在未來五年內實現實用化應用鋪平了道路。

這項名爲“量子回聲”（Quantum Echoes）的算法，詳細內容發表於本週三的《自然》（Nature）期刊上。谷歌指出，該算法具有可驗證性，也就是說它可以在另一臺量子計算機上被重複運行。同時，其運行速度比全球最強超級計算機快了一萬三千倍。谷歌表示，這一系列進展顯示出量子計算在醫學研究與材料科學領域的廣泛潛力。

“可驗證性是關鍵，它意味著我們向量子技術的現實應用邁出了巨大一步。”谷歌量子人工智能團隊的研究科學家湯姆·奧布萊恩（Tom O’Brien）表示，他領導了這項研究的完成。“這一成果標誌著我們正在真正逼近量子技術走向主流的那一刻。”

在此消息推動下，Alphabet股價週三一度上漲2.4%。

這一突破使谷歌距離實現量子計算所承諾的強大處理能力更近一步。微軟、IBM以及衆多初創企業也在積極追求這一目標。去年十二月，谷歌曾宣佈，其Willow芯片在五分鐘內解決了一道傳統超級計算機需耗時一千仟兆年的難題。

量子計算機與傳統計算機一樣利用微小電路進行運算，但不同的是，它們能夠並行執行計算，而非按順序進行，因此速度極快。儘管多家公司已聲稱其量子平臺性能超越經典計算機，但關鍵挑戰仍在於找到實際應用場景。

未參與此次研究的計算機科學家斯科特·阿倫森（Scott Aaronson）在郵件中表示，他對谷歌能夠以可重複、可驗證的方式超越超級計算機的進展“感到非常振奮”，並稱這是“過去數年量子計算領域最大的難題之一”。不過他也提醒道，前路仍然漫長。

“要從這一成果邁向商業化應用，或者實現可擴展的容錯機制（此次實驗並未使用），都還面臨巨大挑戰。”阿倫森寫道。

在另一篇尚未經過同行評審的合作論文中，科學家展示了該算法的一種潛在用途——通過計算原子間的距離來研究分子結構。該方法可應用於藥物研發與材料科學，例如電池設計。不過谷歌研究團隊估算，要實現這些應用，需要比現有設備大一萬倍的量子計算機。

包括2025年諾貝爾物理學獎得主米歇爾·德沃雷（Michel H. Devoret）在內的谷歌團隊表示，他們將繼續通過擴大規模並提升計算精度，推動量子計算機邁向現實世界的實用階段。

“未來當我們擁有更大規模的量子計算機時，就能夠運行經典算法永遠無法完成的計算。”德沃雷博士表示，他於2023年加入谷歌。

“這是一次具有實際意義的技術進步。”加州大學洛杉磯分校物理科學及電氣與計算機工程教授普麗尼哈·納朗（Prineha Narang）評價道，“過去我們聽到很多硬件方面的突破，一度擔心算法研究無法跟上，但這次他們證明事實並非如此。”