谷歌的 Sycamore 量子芯片在运行随机电路采样时击败了传统计算机

Josiah02

谷歌研究院的工程师、物理学家和量子专家团队发现，将噪音降低到一定水平可以使该公司的 Sycamore 量子芯片击败运行随机电路采样 (RCS) 的传统计算机。
研究小组在《自然》杂志上发表的研究中，调整了处理器的运行条件，将噪音干扰量降低到超越运行 RCS的传统计算机的水平。
几十年来，计算机科学家一直在努力打造一台真正有用的量子计算机，但他们尚未打造出一台能够实现最初承诺的量子计算机——运行传统超级计算机需要数百年、数千年甚至数百万年才能完成的算法。不过，随着新技术的引入，量子计算机不断取得进展。
研究人员开发了可以在传统超级计算机或量子计算机上运行的算法，以此来测试它们之间的能力。RCS 就是这样一种算法，它本质上只是生成一系列随机数。
研究人员面临的最大障碍之一是环境噪声产生的误差。这导致了大量研究纠错方法，或者最好是从一开始就防止误差发生的方法。这些研究得出的结论是，环境中的背景噪声会导致误差——这种噪声是自然的或环境的；它可能来自温度变化、磁场甚至空间辐射。
在这项新研究中，谷歌的研究人员致力于降低背景噪音，其中一项措施是在芯片运行时将芯片放入接近绝对零度的腔室中。他们发现，即使噪音的减少幅度很小，例如从 99.4% 的无错误率降低到 99.7%，也会导致性能发生巨大变化。
他们还能够将芯片的错误率降低到足以使其在运行 RCS 时实现“量子优势”——这表明科学家们正在越来越接近真正有用的量子计算机的梦想。