文章摘要
【关 键 词】 量子计算、Willow芯片、量子纠错、量子优越性、多元宇宙
谷歌近日发布了一款名为Willow的新型量子芯片，该芯片拥有105个量子比特，在量子纠错和随机电路采样两个基准测试中达到了SOTA（State of the Art），实现了两项重大成就。Willow能够在5分钟内完成当今最快超级计算机之一需要10^25年才能完成的计算，这一数字远超宇宙年龄。谷歌CEO皮猜在官方博客上宣布了这一成果，并已在Nature杂志上发表。
Willow的发布标志着量子计算领域的一个重要里程碑。它首次实现了错误率的指数级降低，这是量子纠错领域30年来一直试图解决的关键挑战。此外，Willow的逻辑量子比特寿命比组成它们的物理量子比特寿命要长得多，这意味着通过正确的纠错技术，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，为实现大规模容错量子计算奠定了基础。
谷歌在两个超导量子处理器上实现了低于阈值的表面码量子存储器：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。表面码是一种基于二维阵列结构的量子纠错编码方案。Willow的量子比特数达到105，相较之下，谷歌此前达成量子优越性成就的“悬铃木”仅包含53个量子比特。
研究人员采用随机电路采样（RCS）基准来测试Willow的性能。Willow的表现是在5分钟内，完成了现今最快的超级计算机之一需要10^25年才能完成的计算。Nature对此的评价是，Willow达成了构建足够明确、有用的量子计算机的关键里程碑。
然而，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。除了RCS基准测试之外，研究人员也在该系统中做了其他实验模拟，但这些实验结果仍然没有超出经典计算机的能力范围。
谷歌官方博客中提到，Willow在不到五分钟的时间内完成了一项计算，而今天最快的超级计算机则需要10^25年。这个令人难以置信的数字超出了物理学中已知的时间尺度，远远超过了宇宙的年龄。它为量子计算发生在许多平行宇宙中的观点提供了支持，这与David Deutsch所预测的“我们生活在多元宇宙”的观点一致。这一观点引发了网友的热议。
原文和模型
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【原文作者】 量子位
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