量子計算已被熱議多年，但它究竟能帶來哪些價值?谷歌公司研究人員領(lǐng)銜的團隊試圖展示出來。他們23日在英國《自然》雜志發(fā)表論文說已成功演示了“量子霸權(quán)”，讓量子系統(tǒng)花費約200秒完成傳統(tǒng)超級計算機要1萬年才能完成的任務(wù)。

“量子霸權(quán)”被用于描述量子計算機發(fā)展的關(guān)鍵節(jié)點，指量子計算機能解決傳統(tǒng)計算機在合理時間范圍內(nèi)無法解決的復(fù)雜難題。要實現(xiàn)這一目標需要克服很多挑戰(zhàn)，在產(chǎn)生較大計算空間的同時要保證較低錯誤率，以及設(shè)計一種傳統(tǒng)計算機難以處理、但量子計算機可以輕松完成的基準測試。

研究團隊研制了一個由54個量子比特組成的處理器“西克莫”，與傳統(tǒng)比特相比，該處理器利用量子疊加和量子糾纏使計算空間指數(shù)級增長。由于有1個量子比特?zé)o法有效工作，處理器實際只用了53個量子比特。

為了測試該系統(tǒng)，團隊設(shè)計了一項對量子電路產(chǎn)生的隨機數(shù)字進行采樣的任務(wù)。對于傳統(tǒng)計算機來說，這一任務(wù)的難度會隨量子電路中量子比特數(shù)的增加而增加。實驗中，量子處理器在約200秒的時間內(nèi)從量子電路中采集了100萬個樣本，而一臺尖端的超級計算機要約1萬年才能完成這項任務(wù)。

論文通訊作者、谷歌量子計算理論首席科學(xué)家約翰·馬丁尼斯在博客上說：“這項實驗是為了給團隊提供一個方向來克服量子系統(tǒng)工程中固有的許多技術(shù)挑戰(zhàn)，從而制造出一臺具有可編程能力并且性能強大的計算機。”

據(jù)馬丁尼斯介紹，團隊計劃下一步把能實現(xiàn)“量子霸權(quán)”的處理器提供給合作者、科研人員以及那些有興趣開發(fā)相關(guān)算法和應(yīng)用的公司使用，同時將投入資源盡快開發(fā)出具有容錯能力的量子計算機。

此前美國IBM公司科研人員對這一成果有異議，認為其低估了傳統(tǒng)計算機的能力，這篇論文被全文公布于《自然》雜志網(wǎng)站上?！蹲匀弧冯s志還配發(fā)了美國麻省理工學(xué)院物理學(xué)教授威廉·奧利佛的評論，認為這一成果是計算機領(lǐng)域的“里程碑”，其意義相當(dāng)于萊特兄弟的早期飛行。(記者張家偉)