谷歌量子计算机又实现量子霸权，6秒内实现47年计算！是噱头吗？

#妙笔生花创作挑战#

量子计算是当今科技领域的最前沿和最具潜力的方向之一，它利用量子力学的奇异现象，如叠加、纠缠、隧穿等，来实现比经典计算机更快、更强大的计算能力。目前，全球多家科技巨头和研究机构都在积极投入量子计算的研发和竞争，其中谷歌无疑是领跑者之一。

近期谷歌公司在arXiv平台发布的论文《Phase transition in Random Circuit Sampling》。

宣布他们的量子计算机实现新突破：70个量子比特。

并且在6秒的时间内，完成世界最先进计算机47年的计算量。

但事实真的是如此吗？我们来看看！

谷歌为了实现量子计算机，他们如何计划的？

谷歌在2020年发布过一个量子计算机路线图，总共分为六步。

第一步，实现量子霸权（已经实现），验证可行性。

目前是第二步。

最后一步，实现100万个物理量子比特组成的量子计算机，实现量子计算机商业应用的价值。

谷歌量子计算取得了哪些成就？

谷歌在量子计算领域已经取得了多项重大成就，如在2019年实现了量子霸权，即用量子计算机完成了经典计算机难以完成的任务；

文章地址：

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1666-5

在2023年2月实现了量子纠错的第二个里程碑，即用更多的物理量子比特来降低逻辑量子比特的错误率；

文章地址：

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05434-

在2023年7月实现了量子计算的新突破，即用70个量子比特的Sycamore处理器在几秒内完成了经典超级计算机需要47年才能完成的任务。

文章地址：

https://arxiv.org/pdf/2304.11119.pdf

6秒完成世界最先进计算机47年的计算量，是噱头吗？

首先，谷歌量子计算机的对比是基于随机电路采样（RCS）这一特定的任务，它是一种用于测试量子计算机性能和复杂度的方法，但并不代表所有的量子计算任务。不同的量子计算任务可能有不同的难度和要求，因此不能一概而论。

其次，谷歌量子计算机的对比是基于经典计算机使用张量网络收缩和矩阵乘积态等方法来模拟量子计算的结果。这些方法虽然是目前最先进的经典模拟方法，但也有其局限性和不确定性。

例如，张量网络收缩方法需要对量子态进行压缩和近似，而矩阵乘积态方法需要对量子态进行分解和重组，这些过程都会引入一定的误差和损失。

最后，谷歌量子计算机的对比是基于目前现有的经典超级计算机的能力，这些能力也在不断地提升和更新。例如，目前世界上最快的经典超级计算机是日本的富岳（Fugaku），它在2020年6月达到了每秒457.1亿亿次（457.1 petaflops）的运算速度 。

而在2021年6月，美国宣布了一项名为“前沿”（Frontier）的计划，旨在建造一台每秒1.5千亿亿次（1.5 exaflops）的超级计算机 。这些超级计算机可能会给经典模拟量子计算带来新的可能性。

所以，我认为对比虽然有一定的依据和合理性的，但也不能完全认为是对的。

它只是反映了在特定任务、特定方法和特定时间下，量子计算机与经典计算机之间的性能差异。

但你说用量子计算机打游戏更快？训练大模型更快？破解密码更快？对不起，目前还无法做到。还有很长的路要走。

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