谷歌宣布量子计算迈入实用倒计时 超越超级计算机13000倍(谷歌量子技术)

科技巨头谷歌在旗下量子芯片上实现了量子计算的突破性研究。10月22日，谷歌宣布其量子计算机取得重要进展，使用一种名为“量子回声”的算法，在量子芯片Willow上完成了传统超级计算机无法胜任的任务。这种算法使量子计算机在特定任务上的运行速度比传统超级计算机快13000倍，并且可以在类似平台上重现。

谷歌表示，虽然量子计算机的实际应用仍需数年时间，但此次研究是量子计算向实际应用迈出的一大步。“量子回声”算法是史上首个能够在硬件上成功运行并超越超级计算机能力的可验证算法。量子可验证性意味着其结果可以在其他规格相近的量子计算机上重现，从而验证结果。

据谷歌介绍，该算法由一组指导量子计算机操作的指令构成，能够计算分子的结构，为医学和材料科学等领域的重大发现铺平了道路。“量子回声”可用于了解自然界系统的结构，从分子到磁铁再到黑洞，谷歌已经证明它在Willow芯片上的运行速度比世界上最快的超级计算机之一上的最佳经典算法快13000倍。

谷歌在《自然》期刊上发布的论文显示，“量子回声”算法的核心在于测量一种特殊的量子物理量，即OTOC。在本项研究中，谷歌和合作团队使用超导量子处理器，通过一种被称为“时间反演”的技术，成功测量了更高阶的OTOC。

谷歌工程副总裁哈特穆特·内文认为，五年之内，量子计算机可能在现实世界中得到实际应用。“量子回声”的出现让他们保持乐观，相信在未来五年内将看到只有量子计算机才能实现的实际应用。

谷歌将本次突破归功于旗下量子芯片的进步。2024年12月，谷歌发布量子芯片Willow以及基于该芯片的量子计算机。Willow芯片内含105个物理量子比特，可以通过改进芯片中的量子比特成倍地减少计算错误，需要在极低温环境中发挥性能。

获得2025年诺贝尔物理学奖的谷歌量子AI团队首席科学家米歇尔·H·德沃雷特表示，该消息是量子领域中的又一个里程碑，标志着迈向全面量子计算的新一步。不久前，德沃雷特与科学家约翰·克拉克、约翰·M·马蒂尼斯被瑞典皇家科学院授予2025年诺贝尔物理学奖，以表彰他们“发现电路中的宏观量子力学隧道效应和能量量子化”。

英国萨塞克斯大学的量子技术教授温弗里德·亨辛格表示，谷歌的这项成果仍局限于实验层面，真正具备广泛实用性的量子计算机需要上百万个乃至数十亿个稳定的量子比特。尽管如此，这项成果确实是又一次有力的证明，显示出量子计算机正在逐步变得越来越强大。