錯誤率和量子比特位數(shù)之間的關(guān)系。紅色顯示了谷歌量子AI實(shí)驗(yàn)室的預(yù)期研究方向,他們希望近期能夠開發(fā)出基于糾錯量子計算機(jī)的相關(guān)應(yīng)用。
谷歌原本希望在9個量子比特的設(shè)備上實(shí)現(xiàn)類似的性能,但現(xiàn)在已經(jīng)做到了72個量子比特。他們指出,未來在建造更大規(guī)模的量子計算機(jī)時,Bristlecone將會是一個令人信服的原理證明。谷歌也表示,在低的系統(tǒng)錯誤下運(yùn)行像Bristlecone這樣的設(shè)備需要軟件、控制電子以及處理器本身等多種技術(shù)進(jìn)行配合,因此接下來還需要在幾輪的迭代中對系統(tǒng)工程進(jìn)行仔細(xì)的觀察。
谷歌量子AI實(shí)驗(yàn)室指出,使用Bristlecone可以實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán),而且在這種水平上學(xué)習(xí)如何構(gòu)建和操作設(shè)備會是一個令人興奮的挑戰(zhàn)。他們期待分享結(jié)果,而這也可以幫助更多的研究人員進(jìn)行這方面的實(shí)驗(yàn)
搶占2018量子霸權(quán)競賽賽點(diǎn),小型商用量子計算機(jī)5年內(nèi)出現(xiàn)
除了量子比特,實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán)還需要低的錯誤率。一臺很快但錯誤率很高的量子計算機(jī),還不如經(jīng)典的超級計算機(jī)。
根據(jù)谷歌的說法,量子計算機(jī)的最低錯誤率必須在1%以內(nèi),并且有接近100個量子比特的規(guī)模。目前看,在錯誤率上,谷歌在72位量子計算機(jī)上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了這個目標(biāo),單量子比特門為0.1%,雙量子比特門為0.6%。
當(dāng)我們可以實(shí)現(xiàn)幾十乃至幾百萬量子比特0.1-1%的錯誤率時,量子計算機(jī)將開始真正高效解決實(shí)際問題。這可能需要十年或者更久的時間。
但是,至少谷歌認(rèn)為,在制造出大規(guī)模量子比特量子計算機(jī)之前,我們可能會先實(shí)現(xiàn)一些小型的、甚至是商用的量子計算機(jī),或者說量子計算商業(yè)應(yīng)用。
2017年,谷歌量子團(tuán)隊(duì)在Nature刊文稱,他們堅(jiān)信即使還缺乏能夠完整糾錯的理論,但5年之內(nèi)仍會有與量子計算有關(guān)的小型設(shè)備問世,而這也將給投資者帶來短期的回報?!霸缙诘牧孔佑嬎阍O(shè)備將在量子模擬,量子輔助優(yōu)化和量子采樣領(lǐng)域有商業(yè)運(yùn)用。更快的計算速度對從人工智能到金融和醫(yī)療等領(lǐng)域具有明顯的商業(yè)優(yōu)勢?!?/span>
谷歌期望他們72個量子比特的Bristlecone量子計算機(jī)不僅能實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán),還能用作研究量子比特可擴(kuò)展性和錯誤率的試驗(yàn)裝置,開發(fā)量子模擬、優(yōu)化和機(jī)器學(xué)習(xí)等應(yīng)用程序。