谷歌的威洛芯片正在将量子计算推向现实 - 彭博社

Thomas Black

计算机之间的竞争正在进行中，开发者使用自然粒子或人造粒子。

摄影师：托马斯·基恩兹尔/法新社/盖蒂图片社

字母表公司旗下的谷歌重新激发了人们对量子计算的兴趣，宣布其新芯片Willow在解决数学方程时击败了一台经典计算机，速度更快。更重要的是，谷歌表示它在通往无误差量子计算机的关键阈值上迈出了重要一步，这被视为该技术的圣杯。

科技界曾经经历过这样的炒作。谷歌在2019年推出其Sycamore处理器时引发了这一轮炒作，该处理器也解决了一个数学方程，导致公司声称在经典计算机上实现了量子霸权。新闻文章从各个角度描述了这些神奇机器将如何影响未来的每个行业。那种热情逐渐消退，因为虽然这些机器得到了证明，但它们尚未准备好广泛使用。此外，英伟达公司不断制造出强大的芯片，能够很好地模拟量子计算，而没有技术缺陷。在这里，理解经典计算和量子计算之间的区别是有帮助的。经典计算机使用数字比特，以1和0处理信息，这得益于电流开启或关闭微小的晶体管。量子计算则使用量子比特，或称为量子位，能够使用自然或人造粒子在1和0之间处理数据。使用涂料类比，个人计算机芯片上的比特相当于黑色或白色。然而，量子位可以呈现色轮上的所有色调。这种潜在的值数组使量子计算如此强大，也支撑了这些机器能够进行比其黑白经典表亲更复杂计算的原因。问题在于，量子位极其脆弱，可能导致量子计算机丢失信息，使其容易出错。谷歌最新的成就是它能够在更大规模上纠正错误。谷歌的公告再次引起了人们对量子计算的关注，这是一件好事，因为该行业一直在悄然取得重大进展，致力于创造研究人员和政府认为有价值的机器，投资者应保持耐心。一些计算机制造商，如IonQ Inc.，表示他们的机器已经提供了实用的结果。这家初创公司今年的股价已经上涨了三倍多，计划在其工厂制造五台量子计算机，并刚在瑞士建立了一台。

彭博社观点TikTok的结束可能解决我们的创造力危机为什么货运市场停滞不前向RedNote的伟大飞跃将会失败如何阻止对美国金融系统的网络攻击许多早期的、易出错的计算机模型，包括IonQ和Rigetti Computing Inc.的机器，可以通过亚马逊公司Braket和微软公司的Azure访问。其他在这些门户上可用的量子计算机由Pascal、Quantum Circuits Inc.和由霍尼韦尔国际公司控制的Quantinuum生产。国际商业机器公司通过Qiskit提供软件工具和对其多个模型的访问。谷歌提供软件工具和模拟，但不提供对其计算机的普遍访问。

换句话说，功能齐全的量子计算机，尽管容易出错且有限，仍可通过基于云的网络获得。行业巨头，如加州理工学院的约翰·普雷斯基尔，在多年重复量子计算距离实现还有十年的口号后，感到兴奋。

“量子硬件现在已经达到了一个可以推动科学发展的阶段，”普雷斯基尔在一个 视频中表示，该视频伴随着威洛的公告。“我们可以在一个我们以前从未接触过的领域研究非常复杂的量子系统。”

普雷斯基尔说，这些系统正在变得越来越好。这就是为什么拥有54% Quantinuum的霍尼韦尔应该抵制投资者推动其变现对量子计算初创公司的股份。该行业正处于提供有用工具以加速各行业研究的边缘，而其价值只会上升。在投资者要求简化霍尼韦尔的综合模型的论点中，这一点被忽视了。再次强调，量子计算机仍然未准备好进入主流，因为这些机器容易出错。但竞争正进入最后阶段，谁将建造第一台实用的量子计算机，这使得现在成为关注投资机会的好时机，更不用说纯粹的娱乐价值。这是一场现实生活中的真人秀，科学家团队相互竞争，成为新计算机时代的创始人。最终，可能很难宣布一个赢家，因为收益可能会逐步改善，直到对科学研究的影响变得明显。

使这场比赛如此有趣的是，它将两条广泛的技术路径或阵营相互对立，以达到最终目标：拥有足够纠错量子比特的机器，以进行高级计算。这些阵营之间的分歧将回答这个关键问题：人类能否制造出一种能够创建量子态的物体，这种量子态可以被调整和调谐到足以匹配由原子或光子等粒子提供的自然量子态？

在制造量子比特的一方是谷歌、IBM、Rigetti、IQM和其他公司，它们正在构建具有超导量子比特的计算机。在其Willow公告中，谷歌讨论了其位于加利福尼亚州圣巴巴拉的制造设施，该设施专门用于制造超导量子比特，并且显著改善了其量子比特保持在量子态的时间。另一方面，创造来自自然粒子的量子比特的公司，如原子或光子，认为基于半导体生产进展的技术制造的量子比特将在制造精确量子比特和连接它们的能力上遇到瓶颈。这个阵营——包括IonQ和Quantinuum等捕获离子计算机的制造商——则通过激光捕获、控制和操纵原子（或某些初创公司的光子）。超导阵营指出，必须用激光移动原子和其他粒子会引入错误并降低计算速度。对于使用自然粒子构建的计算机来说，扩展能力是一个巨大的障碍，而量子比特制造商则得到了已经实现规模化的半导体行业的支持。

量子比特虽然并非都是平等的。请记住，是真实粒子与人造粒子的对比。也许这两条路径在市场上都有一席之地。行业标准将倾向于机器为编码者提供多少经过错误校正的或逻辑量子比特。在其Willow公告中，谷歌宣布它已经超过了可以添加量子比特并减少错误的“阈值以下”。这很重要，因为量子计算机需要添加备用量子比特以纠正和维护用于计算的逻辑或错误校正量子比特。经典计算机也会进行错误校正，但由于误触发的晶体管故障率本身就微乎其微。

基于原子的计算机制造商——Quantinuum、IonQ、Atom Computing及其他公司——认为他们在竞争中处于领先地位，因为他们的量子比特具有更低的错误率。Quantinuum和微软公司在四月份发表了一篇论文，详细说明了如何通过使用30个物理量子比特创建四个逻辑量子比特。请记住，研究人员表示，即使是拥有100个错误校正量子比特的计算机，也将允许进行经典计算机无法比拟的计算。

通往量子计算的漫长赛程正在进入最后阶段，进展正在加速。将会有商业机会。IonQ的股票刚刚创下历史新高。自12月6日以来，Rigetti的股票已经翻了一番。Quantinuum可能会在不久的将来向公众出售股票。谷歌已经提升了兴奋感。像霍尼韦尔的投资者应该意识到，回报将值得等待。

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