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#每日湖北#量子大战：IBM vs 谷歌( 四 )


谷歌用于实现“量子霸权”的设备
谷歌量子实验室的负责人是哈特穆特·尼文（Hartmut Neven） ， 他是一名德国计算机科学家 ， 以严厉著称 ， 喜欢“火人节”式的时装 ， 有时候他会穿着毛茸茸的蓝色外套 ， 甚至穿着全银色的服装 ， 让他看起来像个邋遢的宇航员 。
起初 ， 尼文购买了外部公司D-Wave制造的机器 ， 并花了一段时间试图在其上实现“量子霸权” ， 但没有成功 。 他说 ， 2014年 ， 他说服时任谷歌首席执行官的拉里·佩奇（Larry Page）投资建造量子计算机 ， 并承诺谷歌将接受普雷斯基尔的挑战 。 奈文回忆称：“我们告诉佩奇 ， 三年后我们会回来 ， 在你的桌子上放上原型芯片 ， 至少可以计算传统计算机无法处理的问题 。 ”
由于缺乏IBM的量子专业知识 ， 谷歌从外部聘请了一个团队 ， 由加州大学圣巴巴拉分校物理学家约翰·马提尼斯（John Martinis）领导 。 马提尼斯和他的团队已经是世界上最好的量子计算机制造团队之一 ， 他们成功地将9个量子比特串在一起 ， 而尼文对佩奇的承诺似乎是他们值得追求的目标 。
三年的最后期限延迟了数次 ， 马提尼斯的团队努力研发一个足够大、足够稳定的芯片来迎接挑战 。 2018年谷歌发布了迄今为止最大的处理器Bristlecone 。 它拥有72个量子比特 ， 远远领先于竞争对手的任何产品 。 马提尼斯预测 ， 它将在同一年实现“量子霸权” 。 但团队中有几个人一直在并行地研究另一种名为Sycamore的芯片架构 ， 这种架构最终证明可以用更少的量子比特做更多的事情 。 因此 ， 这种有53个量子比特的芯片最终在去年秋天证明了它的优越性 。
实际上 ， 在那个演示中使用的程序根本没有任何用途 。 它生成随机数字 ， 这不需要量子计算机也能做到 。 但是 ， 它以一种传统计算机很难复制的特殊方式生成它们 ， 从而建立了概念证明 。
询问IBM员工他们对这一成就有何看法 ， 你会露出痛苦的表情 。 IBM量子团队负责人、说话谨慎的澳大利亚人杰伊·甘贝塔（Jay Gambetta）说：“我不喜欢‘量子霸权’这个词 ， 也不喜欢它的含义 。 ”他说 ， 问题在于 ， 几乎不可能预测任何给定的量子计算对传统机器来说是否困难 ， 所以在一种情况下展示它并不能帮助你证明其在其他情况下是否适用 。
许多IBM以外的人认为 ， 该公司这种拒绝将“量子霸权”视为重大成就的做法近乎固执 。 尼文说：“任何想要获得商业利益的人 ， 都必须首先展示自己的优势 。 我认为这只是基本的逻辑 。 ”即使是这场争论最公正的观察者、麻省理工学院物理学家威尔·奥利弗（Will Oliver）也说“在某些任务上 ， 无论什么任务 ， 量子计算机的表现都优于传统计算机 ， 这是一个非常重要的里程碑 。 ”
量子飞跃
奥利弗说 ， 不管你是同意谷歌的立场还是IBM的立场 ， 下一个目标都是明确的 ， 也就是建立可以做些有用事情的量子计算机 。 人们希望 ， 这些机器有一天能够解决更多问题 ， 这些问题现在需要更强大的计算能力 ， 比如模拟复杂分子以帮助发现新药和新材料 ， 或者实时优化城市交通流量以减少拥堵 ， 或者进行长期的天气预报 。
#每日湖北#量子大战：IBM vs 谷歌
本文插图
IBM的电路组合器
问题是 ， 我们几乎不可能预测量子计算机第一个有用的任务是什么 ， 或者需要多大的计算机来执行它 。 这种不确定性与硬件和软件有关 。 在硬件方面 ， 谷歌认为它目前的芯片设计可以容纳100到1000个量子比特 。 然而 ， 就像汽车的性能不仅仅取决于引擎的大小一样 ， 量子计算机的性能也不仅仅取决于量子比特的数量 。 还有很多其他的因素需要考虑 ， 包括“退化”需要多长时间 ， 出错的可能性有多大 ， 运行的速度有多快 ， 以及它们之间是如何相互联系的 。 这意味着今天运行的任何量子计算机都只能发挥其全部潜力的一小部分 。


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