最強超級電腦需花 47 年計算，Google 最新量子系統幾秒就搞定

Google 研究員最近宣布，全新 70 個量子位元 Sycamore 量子電腦再度效能新突破：運算速度比全球最強美國 Frontier 超級電腦快 47 年，徹底展現「量子霸權」（Quantum Supremacy）優勢。

通常量子電腦需超特定極端條件下，努力確保穩定和無錯誤才能正常運行，光實用性而言，量子電腦似乎更像處於早期原型機階段。儘管有這些限制，量子電腦運算的潛力不斷突破。

多年來，Google 追求量子霸權的利器莫過於特製 Sycamore 量子處理器。2019 年論文指出，面對先進超級電腦需耗時 1 萬年才能計算完成的任務，自家擁有 53 個量子位元的 Sycamore 處理器只需 200 秒就能搞定，該公司因而宣稱已實現量子霸權。4 年後，Google 透過內建 70 個量子位元之 Sycamore 處理器的全新量子系統，再度展示量子霸權的新實驗（研究論刊登在線上論文預印本資料庫 arXiv）。

量子霸權板上釘釘？

這次實驗 Google 團隊採用稱之為「隨機電路採樣」（random circuit sampling）的複雜綜合基準測試，亦即從隨機生成的量子過程獲取讀數，最大程度提高關鍵行動速度，同時降低外部雜訊破壞計算的風險。Frontier 超級電腦需超過 47 年才能完成的任務，Sycamore 量子電腦只需幾秒鐘就大功告成。

Google 團隊聲稱，這證明量子霸權，亦即證實量子電腦可處理最快經典超級電腦也無法處理的任何計算任務。實驗也揭露更多量子雜訊（量子電腦在模糊機率狀態下運行時與生俱來的不確定性和脆弱性），如何運行時影響整個處理過程，並某些情況導致量子系統出現新相態。解決雜訊問題以正確記錄量子位元狀態，對量子電腦正常運行至關重要，這也是科學家努力解決的重點目標之一。

雖然業界對量子電腦特定模擬的實用性，以及將它和經典超級電腦性能比較的公平性一直有爭議。但總部位於英國劍橋的量子公司 Riverlane 執行長 Steve Brierley 卻給予 Google 最新實驗極高評價，他不但認同代表量子運算研究又一個「重大里程碑」，甚至認為讓有關是否達成量子霸權的爭論獲解決。