美科技巨头谷歌:我实现了“量子霸权”,IBM:是吗?

 人工智能的应用     |      2019-10-24 20:00

当地时间10月23日,美国科技巨头谷歌在英国《自然》杂志上刊登论文,宣称其量子计算器已经实现了量子霸权(quantum supremacy)。谷歌首席执行官桑德尔·皮查伊(Sundar Pichai)发表文章,说谷歌一共花费了13年的时间来达成这一突破。

▲量子信息展区内,量子剧场沉浸式体验空间。

量子霸权是什么?

量子霸权这一概念是2011年,美国理论物理学家约翰·普瑞斯基尔(John Preskill)提出。这里的霸权并非我们平时理解的霸权主义,量子霸权是一个专有名词,意思是在处理同一个问题时,量子计算拥有了超越所有古典(非量子)计算机的能力,实现量子计算机特有优势。在物理实验领域,由于迄今没有任何一台量子装置在实际的测试中验证这一能力,因此,谁能证明这种能力,就代表了实现量子霸权。

量子霸权的实现之所以重要,是因为这就代表量子计算能力从理论变成了实际,随之而来的就是新的计算能力的飞跃。

一般观点认为,量子计算机至少需要49个量子比特才能达成霸权目标。量子比特(Qubit)与传统计算机的比特(bit)具有截然不同的特性,传统计算器只能在一个比特中表达1或者0,但由于量子效应,量子字节的位置、方向、动量等数值无法得到明确定义,因此能够同时表示1和0组成的叠加(superposition)状态。根据谷歌CEO皮查伊文章,所以如果你有2个量子比特,就会同时有四种可能状态,这种计算状态会呈指数级增长。

谷歌的量子霸权

在公布论文前,谷歌已经凭借着庞大的量子计算机规模在竞争中处于领先地位。2018年,谷歌展示了73量子比特计算机,该计算器明显强于位列第二的竞争对手IBM在今年9月18日公布的53量子比特研究成果。

谷歌在《自然》的论文中表示,这次量子霸权实验中,谷歌使用了规模较小的54比特Sycamore计算机。该计算机能够在200秒内完成世界上最强大的超级计算机花费10000年所需的随机数计算量,这让目前所有传统计算机相形见绌。

巨头之争

早在2019年9月20日,谷歌曾向美国航空航天总署(NASA)提交了一份报告,称其研发的量子计算机成功在200秒时间内,完成现存最先进的传统超级计算机Summit需1万年时间处理的问题,全球首次实现量子霸权。

不过该报告后续引发了较多争议,最终并未获学界认可。

而美国另一科技巨头IBM在9月谷歌声称实现量子霸权时就提出了质疑。IBM在论文中批评,谷歌称自己实现量子霸权的说法具有误导性。


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