谷歌全面攜手NASA，欲跨越“量子霸權”最後一公里
科技雲報道原創。
“作為全世界寄予厚望的新型態計算架構，量子計算一直以來都被當作全球量級的技術發展核心。然而從10年前，D-Wave量子計算機上市以來，至今仍只能用來解決特定的問題，而最重要的目標：全面取代傳統經典計算機，至今仍遙遙無期。”
今年3月，Google推出了一款名叫Bristlecone的晶片，並宣稱Bristlecone將成為“量子霸權”的標誌。不過隨後這就結論就遭到阿里巴巴研究團隊的質疑，日前華為的研究團隊乾脆大膽宣稱量子計算無霸權。
與NASA合作
有望跨過量子霸權最後一公里？
量子霸權實際上是指量子計算裝置在實現某一應用上超越最厲害的傳統計算機。從2016年起，IBM、英特爾、微軟和阿里巴巴等公司都在希望實現“量子霸權”，而Google自然也是其中的關鍵成員之一。從2006年起，Google就開始一直致力於量子計算，最早還是採用其他廠商的硬體，但從2014年就開始建立自己的量子硬體實驗室，並在3月推出了Bristlecone晶片。
被當作量子霸權的重要指標是量子位元(Qubit)數量，但這個指標在各家科技大廠的競爭之下，已經逐漸被滿足，甚至超越。比如IBM在2017年底推出了具備50量子位元的計算機，而英特爾則是隨後在2018年初宣佈量產49量子位元晶片，谷歌也不落人後的緊接著英特爾宣佈推出72位元的量子計算處理器。
為了讓量子計算能夠全面超越經典計算架構的算力和應用呈現，谷歌與NASA在今年7月簽署了一項協議，協議中要求NASA分析谷歌量子計算架構上執行的量子電路的結果，並且與經典計算模擬進行比較，通過這項工作，支援谷歌驗證其量子計算硬體，並從而達到量子霸權的目的。
谷歌已經向《麻省理工科技評論》證實，該協議將以名為Bristlecone的最新款72-qubit量子晶片為基礎，進行一連串的模擬與驗證工作，最終將展示其在取代經典計算上的可行性。事實上，早在這個協議被揭露之前，谷歌早就已經和NASA在量子計算上進行了多種合作，這次的合作可說是協助谷歌達成量子霸權的最重要步驟，那就是驗證谷歌的量子計算在經典計算的模擬結果，從而改善谷歌的量子晶片的設計。
與N中國公司量子計算崛起迅速
成為量子霸權有力競爭者
但阿里巴巴量子研究人員獲得的新結果表明，谷歌公佈的Bristlecone計劃無法實現量子霸權。他們認為，這個目標的實現需要更低錯誤率的晶片。研究人員利用一系列功能強大的伺服器來模擬Google新晶片的運作，並利用美國公司已釋出的計劃對其提出挑戰。結果提醒人們，現有的計算機架構遠未實現，並暗示谷歌計劃用其量子晶片進行演示結果不會超出傳統計算機的範圍。
阿里巴巴在量子計算領域的崛起非常迅速。自2006年起，Google一直致力於量子計算，最初使用來自加拿大D-Wave的硬體。中國公司於2015年進入該領域，與國家支援的中國科學院合作開設一個新的研究實驗室。今年2月，該公司在網際網路上提供了一種實驗性11-量子位元晶片。中國政府已承諾投入100億美元來建設一座新的國家量子實驗室。
Google於2014年建立了自己的量子硬體實驗室，引入加州大學聖塔芭芭拉分校的Martinis領導該團隊。該公司最近的一些關於實現量子霸權的言論讓該領域的其他一些人感到厭煩，他們認為建立里程碑是一個決定性的時刻，現在是在對量子計算機實際程序進行炒作。英特爾首席技術官Mike Mayberry認為,該技術的廣泛商業化將會是一項為期10年的專案。IBM則表示它可以在五年內成為“主流”。
實現量子霸權將是一項科學突破，而並非量子計算機已經準備好開始投入到有用工作的跡象。但量子計算機的實現將有助於谷歌在激烈的競爭中立足。Google和IBM，英特爾和微軟等競爭對手想要將量子計算機出租或出售給Daimler和JP Morgan等公司，這些公司也正在探索如何改進機器的電池和成本模型。
計算機使用電脈衝，以位元為單位(0或1)來表示資料。量子計算機將資料編碼成量子力學效應，這種效應在20世紀早期使阿爾伯特愛因斯坦和其他物理學家感到困惑，從而創造出量子位。這種奇異的裝置在接近絕對零度的溫度下執行。在小組中，量子位可以通過一些技巧來完成一些艱難的計算，比如對0和1達到一個“疊加”。有證據可以幫助進行化學模擬。Google和其他一些人認為機器學習也能得到提升。
儘管目前關於谷歌是否能實現“量子霸權”爭論不一，但誰都不可否認的是量子計算已經開始在全球公司和政府之間開始了一場國際競賽。不僅是全球科技巨頭都在投入，中國、歐盟也成為量子研究領域的有力競爭者。而美國Google、IBM和Intel三家超級巨頭依然是量子計算中不可忽視的重量級角色。
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