最新量子運算有多強?Google發表Willow晶片:「5分鐘算力」等於超級電腦運算「10的25次方年」

2024-12-10 14:51

? 人氣

Google公布擁有105個量子位元(qubits)新晶片Willow。(翻攝Google官網)

Google公布擁有105個量子位元(qubits)新晶片Willow。(翻攝Google官網)

谷歌公司9日表示,該公司研發的新一代晶片已克服量子運算的關鍵挑戰,任何一台超級電腦耗時「10的25次方年」運算才能解決的問題,新晶片僅需5分鐘就能解決。

Google在知名科學期刊《自然》(Nature)發表擁有105個量子位元(qubits)新晶片Willow達成的成果,並且表示Willow的算力遠遠超過任何一台當今最快的超級電腦。因為Willow在不到5分鐘的時間內完成了一項標準基準計算,而這項計算需要今天最快的一台超級電腦花上 10 septillion(也就是10的25次方)年的時間—這個數字其實已經遠遠超過宇宙的年齡。

透過<Google新聞> 追蹤風傳媒

領導Google量子AI單位的尼文(Hartmut Neven)表示,當我們擴大使用更多的量子位元時,Willow能夠即時減少錯誤,破解了量子纠錯領域近30年來一直追求的關鍵難題。所謂「量子位元」是量子電腦的建構模組,量子位元運行速度雖快,卻也容易出錯,即使是來自外太空事件的微小次原子粒子,也可能干擾其運作。隨著晶片上的量子位元數越多,這些錯誤也可能層層疊加,導致量子晶片性能不見得優於傳統電腦晶片,但Google宣稱Willow晶片已經攻克這項難關。

尼文說,在Willow中使用的量子位元越多,就越能減少誤差,系統也就變得越量子化。Google團隊測試了越來越多的物理量子位元陣列,從3x3編碼量子位元的陣列,到5x5陣列、7x7陣列,每次進展都能將錯誤率降低一半,從而實現了錯誤率的指數級降低。這項歷史性的成就在業界被稱為 「低於臨界值」—能夠在增加量子位元數量的同時降低錯誤率,自從Peter Shor在1995年提出量子錯誤校正以來,這一直都是艱難的挑戰。

Google量子AI首席架構師梅格蘭特(Anthony Megrant)受訪時說,Google部分競爭對手正在製造擁有更多量子位元的晶片,但Google專注於打造最可靠的量子位元。Google先前都是利用與加州大學聖巴巴拉分校(University of California, Santa Barbara)共享的設備來製造晶片,但他們也在打造新廠生產Willow晶片。梅格蘭特說,新廠將加快Google製造未來晶片的速度,這些晶片是放在稱為低溫恆溫器(cryostat)的巨型冰箱內冷卻,以進行實驗。

英國《衛報》指出,自2021年以來,量子運算的研究成果不斷獲得突破。種種跡象顯示,不出數年量子運算就能變得足夠強大,開始改變研發新材料(從藥物到電池)的能力、加速核聚變反應爐的創造、加速人工智慧在醫療領域的影響力。Google Quantum AI 是研究如何利用量子力學運算能力的單位之一,合作單位還包括微軟、哈佛大學和Quantinuum公司。

牛津量子研究所(Oxford’s Quantum Institute)研究員彼得・力克(Peter Leek)表示,量子運算技術正在快速向前發展,Google這次發表的成果更是修正量子運算錯誤的「光輝典範」。不過他也提醒,非常快速的處理結果所涉及的計算「在現實世界中沒有多大用處」,但未來五年我們將看到量子運算的有趣應用。

喜歡這篇文章嗎?

國際中心喝杯咖啡,

告訴我這篇文章寫得真棒!

來自贊助者的話
關鍵字:
風傳媒歡迎各界分享發聲,來稿請寄至 opinion@storm.mg

本週最多人贊助文章