谷歌量子芯片发布

　　谷歌今天推出了其最新的量子芯片 - Willow（约 100 个量子比特），新芯片同时取得了两项关键成就：突破了所谓的量子纠错阈值，并创下了量子性能相对于经典计算的新基准；Willow 在五分钟内运行了一项基准测试任务，谷歌表示这需要一千万亿年（1024）的时间，而 Frontier 直到几周前还是世界上最快的超级计算机。
　　谷歌很少会滔滔不绝地谈论这件事，但这家科技巨头在今天的公告发布之前举行了媒体/分析师简报会，谷歌量子人工智能团队的几位知名成员出席了会议，其中包括创始人兼负责人 Hartmut Neven、研究科学家 Michael Newman、量子硬件总监 Julian Kelly 和总监兼首席运营官 Carina Chou。目前，谷歌量子人工智能团队约有 300 名成员，并有发展计划，在加州大学圣塔芭芭拉分校拥有自己的先进制造工厂。
　　这对于谷歌的量子努力来说是一个重要的时刻：
　　突破QEC 阈值（随着量子比特数量的增加，错误率降低）是社区长期追求的目标，并且基本上证明了构建大型纠错实用量子计算机是可能的。该公司还介绍了其路线图，讨论了技术目标（虽然不是很详细）和业务里程碑。虽然主要重点是在本世纪末实现纠错量子计算机容错，但它也在考虑近期的应用。该公司还讨论了其广泛的量子业务计划，其中包括从制造自己的芯片、构建自己的系统到通过云提供量子服务（自然而然），以及潜在的内部部署计划。
　　Neven特别提到了量子纠错工作，他表示：“Willow 所取得的成就表明，随着代码距离从 3 增加到 5 再增加到 7，每次错误率都会减半，本质上错误率呈指数级降低，我觉得整个社区都松了一口气，因为这表明量子纠错在实践中确实可以发挥作用。”
　　“现在你已经掌握了构建模块，几乎可以扩展到大型机器，所有路线图都已于 2020 年发布。需要注意的一点是，我们基本上按照规划进行跟踪。大型里程碑六号机器将在本世纪末左右出现，”他说。
　　Willow Snapshot –?专为可扩展性而构建
　　量子硬件总监 Kelly 表示：“如果你熟悉 Sycamore（谷歌早期的 QPU），那么你可以认为 Willow 基本上继承了 Sycamore 的所有优点，只是现在量子比特更好，数量更多。我们认为这是迄今为止建造的最好的量子计算机。该架构看起来像一个超导传输量子比特的方形网格，带有可调量子比特和耦合器。这个网格中有 105 个量子比特，平均连接数约为三位半，而设备内部通常有四向连接。
　　“在性能方面，重要的是，我们已经能够将量子比特相干时间（t1 值）提高五倍，从 20 微秒提高到 100 微秒。理解这一点非常重要，因为上一代芯片 Sycamore 已经实现了所有这些惊人的成就，但我们正在突破相干时间设定的性能上限。我们大大推动了这一进程，并给了我们很大的喘息空间，我们立即看到，我们的 Sycamore 设备的错误率降低了大约两倍，这些芯片特别适合纠错，因此可以扩展并应用于有用的应用。”
　　谷歌几乎没有透露它将如何扩展到非常大的系统。
　　在问答环节中，当被问及网络技术时，Kelly 说：“我们关注的是首先提高量子比特的质量，然后制造更大的单片芯片，稍后再将它们连接在一起，而不是像现在这样先采用目前的芯片尺寸，然后尝试将它们连接起来。我们认为我们的方法很有优势，因为它允许每个芯片拥有多个逻辑量子比特。在纠错方面也有一些优势，但成本如何呢？所以我们目前的重点基本上是让量子比特变得非常好，让芯片变得更大，以便能够承载许多物理量子比特，并最终承载多个逻辑量子比特，然后将它们连接在一起。所以我们对此（网络）非常感兴趣，但今天我们不会分享任何相关信息。”