Google 發表 72 量子位元電腦，朝向量子霸權目標邁進

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Google 發表 72 量子位元電腦，朝向量子霸權目標邁進



Bristlecone 處理器（圖：Google）

國際科技巨擘都將量子電腦視為電腦運算領域的下一個重大突破。Google、微軟、英特爾、IBM 以及眾多新創公司和學術實驗室的團隊，都努力實現達到量子霸權（ quantum supremacy）的目標。也就是說，使量子電腦能超越超級電腦的運算能力。

72 量子位元

近日，Google 表示，其發表的最新量子處理器 Bristlecone，有望在未來達到量子霸權的目標。Bristlecone 希望為研究人員提供一個測試平台，用於研究量子位元技術的系統錯誤率及可延展性，以及量子模擬、最佳化和機器學習上的一些應用。

Bristlecone 處理器晶片有 72 量子位元（Qubits，量子電腦的運算單元，相當於傳統電腦的位元）。業界普遍的假設是，要實現量子霸權至少需要 49 量子位元。但 Google 也表示，量子電腦不能只關注在量子位元的多寡。Google 研發團隊在部落格寫道：「像 Bristlecone 這樣的設備，從軟體和電子元件到處理器本身，都需要一整套技術之間的完整協調。要做到這點，需要在多個迭代中仔細的進行系統工程。」


錯誤率

量子電腦必須面對的一個重要問題是錯誤率。因為現今的量子位元仍然非常不穩定，任何噪音等干擾都會導致錯誤，因此量子電腦通常在極低溫的環境下運行（大約 20 millikelvins，約為攝氏 -273.13 度）。

正因為如此，現代量子處理器的量子位元，並不是真正的單一量子位元，而是許多傳統位元的組合，以幫助解決潛在錯誤。另一個限制是，大多數量子電腦只能在 100 微秒內保持狀態。

Google 並未公布 Bristlecone 的錯誤率。然而，Google先前展示的量子電腦只有 9 量子位元，其讀取錯誤率 1%，單量子位元閘的讀取錯誤率為 0.1%，雙量子位元閘的錯誤率則為 0.6%。


業界普遍採用不同的技術

Google 發表的量子處理器，將對其他致力於建構功能性量子電腦的團隊帶來新的壓力，有趣的是，這個產業的現狀是每間公司都採用了不同的技術。

微軟目前稍處落後，該團隊尚未真正實現量子位元技術，但是，一旦微軟團隊實現之後，將很快能達到 49 量子位元的目標，而微軟使用的技術不同於 Google。微軟也致力於發展量子運算的程式語言 Q#。

IBM目前在實驗室已經擁有一台 50 量子位元的電腦，讓開發人員使用雲端技術模擬量子電腦。

明日科學