幾週前，美國橡樹嶺國家實驗室的 Frontier 仍是當今最快的超級電腦，然而 Google 最新量子晶片 Willow 問世，將使運算進入全新境界。
2012 年成立至今的 Google Quantum AI 達成重大里程碑，9 日發表量子晶片 Willow，擁有 105 個量子位元。
與 2019 年相比，Willow 的成就是巨大躍進，當時 Google 宣布其量子處理器可在 3 分鐘內完成一個數學方程式，而超級電腦則要 10,000 年。現在 Willow 可在不到 5 分鐘完成「隨機電路採樣」（random circuit sampling，RCS）的基準測試，相同運算需要 Frontier 花費 26 位數超長年份才能完成，比宇宙誕生的時間還要久。
除強大性能外，研究人員找到一種減少錯誤的方法，Google 稱之為「量子運算一大挑戰之一」。量子運算使用的是量子位元（quantum bit，qubit），而不是代表 1 或 0 的位元。量子位元是一種可以同時存在多種狀態的單位，例如 1、0 以及介於兩者之間的任何狀態。
Google 指出，量子位元很容易出錯，因為它傾向於與環境快速交換資訊。Google 研究人員發現一種透過向系統引進更多量子位元來減少錯誤的方法，並且能夠即時糾正錯誤，這項研究結果已在科學期刊《自然》（Nature）發表。
「這一歷史性成就在該領域被稱為『低於閾值』──可在擴大量子位元數量的同時減少錯誤」，Google Quantum AI 創辦人 Hartmut Neven 在官方部落格文章寫道，「你必須證明低於閾值才能顯示糾錯方面的真正進展，自 1995 年 Peter Shor 引進量子糾錯以來，這是一項突出的挑戰。」
Google 下一目標是執行第一個有用的、超越經典的運算挑戰，既是與現實世界的應用程式相關，還要傳統電腦無法達成。展望未來，量子技術對於收集 AI 訓練資料將是不可或缺的一環，更有助於發現新藥、為電動車設計更有效率的電池，以及加速核融合和新能源替代方案等進展。
（首圖來源：Google Blog）
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