谷歌发布超强算力量子芯片,5分钟顶超算10²⁵年是什么概念?

2024-12-12
作者: 求索 来源: 腾讯网

  10²⁵年是什么概念?

  如果要写出来,那就是10000000000000000000000000年,

  或者10亿亿亿年。

  作为对比,宇宙的年龄大约是138亿年,这几乎是宇宙当前年龄的一千万亿倍!这个数字已经超出了物理学中已知的时间尺度。

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完全超纲了

  即使从宇宙大爆炸开始计算,让超级计算机一直运行到宇宙完全消亡,都还远远不够完成这项运算。然而,谷歌的量子芯片只用了喝杯咖啡的时间就搞定了!

  它甚至证实了量子计算之父David Deutsch做出的预测:量子计算发生在许多平行宇宙中,这与我们生活在多元宇宙中的观点是一致的。

  那究竟什么是量子计算?

  传统计算机使用的是二进制位比特(bits),即用0或1表示信息;

  而量子计算使用量子比特(qubits)来处理信息。量子比特可以通过叠加(superposition)的量子现象表示0和1。同时量子比特还可以表现出纠缠现象,使得两个量子比特能够同时表示00、01、10和11等组合。而这些独特的特性使得量子计算机能够解决最先进的超级计算机也无法解决的问题。

  什么是谷歌Willow芯片?

  Willow是谷歌最新推出的量子计算芯片。根据谷歌的说法,Willow芯片展示了业界领先的性能水平,代表着量子硬件技术的重要进步,是朝着开发具有商业应用价值的量子计算机迈出的关键一步。

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史上最强芯片

  Willow芯片有哪些新特性?

  1、改进的量子比特连接性:

  增强了量子比特之间的连接,使更复杂和高效的量子计算成为可能。

  2、降低错误率:

  Willow芯片拥有105个量子比特,随着量子比特的增加,Willow可以实现指数级的错误率降低——这是量子纠错领域30年来一直试图解决的关键挑战。

  比如72量子比特处理器,表面码码距为5;105量子比特处理器,表面码码距为7(表面码是指一种基于二维阵列结构的量子纠错编码方案)。

  此前谷歌达成量子优越性成就的“悬铃木”仅包含53个量子比特。现在随着他们将表面码从码距3扩展到码距5,再到7,通过增加物理量子比特,谷歌实现了逻辑量子比特错误率的指数级下降。

  这也意味着,量子计算机可以随着规模的扩大,以越来越高的精度进行计算。这为实现大规模容错量子计算奠定了基础。

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      Google工程副总裁,量子人工智能实验室负责人Hartmut Neven:“有时我的同事会问我,为什么选择离开新兴的人工智能领域而专注于量子计算。我的回答是,这两者无疑都是我们这个时代最具变革性的技术,但先进的人工智能将从量子计算中获益匪浅。”

  而由Willow这样的芯片驱动的量子计算机,未来将在多个领域引发革命性变化,有很多在经典计算机上无法实现的,都在等待通过量子计算来解锁。比如:

  1、药物发现:通过精确模拟分子间的相互作用,加速新药和新型疗法的开发。

  2、材料科学:设计出具有卓越性能的新型材料,推动技术进步。

  3、金融建模:构建更准确、更复杂的金融模型,提升风险评估和投资决策的精度。

  4、人工智能:大幅加速机器学习算法,使AI系统能够更快、更高效地处理复杂任务。人工智能的发展推动量子计算,量子计算反过来又推动了人工智能,二者在未来会推动世界科技呈几何倍数的发展。

  最后需要说明的是,目前Willow依然没有在实际应用测试中展现超越经典计算机的能力。但这个时间应该不会太久了。

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