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近日,美国谷歌公司推出了最新的量子计算芯片,解决了一个世界上困扰此领域长达30年的难题。
量子芯片的出现,将10亿亿亿年左右的运算时间,缩短至五分钟,谷歌的市场价值也因它一夜暴涨8120亿。
面对美国的此项重大成功,我国还有赶超的机会吗?
量子芯片Willow
Willow(柳树)是谷歌新推出的量子芯片,可以作用于量子计算,相对比于传统的电子计算机,量子计算更加的迅速,效率更高。
就比如,目前世界上最快的电子计算机,去计算一个“随机电路采样”,需要10亿亿亿年左右,但量子计算却可以达到五分钟之快。
这种对比十分的客观明了,未来量子计算必将替代传统的电子计算机,量子技术也会迅速的占领各领域。
计算机使用的是二进制数字,又称之为“比特”,量子计算的单位就是“量子比特”,但是一般这种计算方式有一个难以解决的弊端——量子纠错阈值,这个问题已经困惑了学术界三十来年。
“量子纠错阈值”是指在一个计算系统中,存在的量子比特越多,那么这个计算的最终数值偏差就会越大,而谷歌的Willow里面,却有着105个量子比特。
根据谷歌实验室传来的消息,为了应对这一难题,科学家们已经经过大量的实验,不但使这105个量子比特协同工作,还大大的下降了错误率。
其实,早在2012年,谷歌量子AI实验室的负责人,就已经有建立量子计算机的想法了,如今经过了多年,这一项计划终于问世,谷歌的量子芯片Willow把错误率下降,该成果自1995年,一直是一个突出的挑战。
Willow的制造厂位于美国的圣巴巴拉地区,那里有着谷歌集团最先进的工厂,顶流的科研人员,是一座世界上不常见的从头开始的工厂。
一个芯片组件繁多,不管是哪一个出问题,只要不能和其他组件进行精确的合作,就会严重降低系统的性能。
谷歌从来的都是一个关注产品质量的公司,量子比特的数量不是关键,只是生产上百个量子比特,它们之间不能达到合作,也是徒劳。
量子芯片这个名字或许听起来和我们日常生活无关,但其实并不是这样,传统芯片已经多年未曾突破,但量子芯片的兴起势必代替传统芯片。
量子芯片的计算速度等功能,可以在很多方面运用,就好比:气象预报、生物基因分析等等,这些十分精密的计算分析数据,都需要用到专业工具。
美国谷歌的Willow一问世,势必会引起市场上的动响,拿着传统芯片的国家,如果不去适应市场的变化,势必会被市场所抛弃。
看着美国如此的成就,我们中国还能有超越的机会吗?
中国的实力不容小觑
我国自从解放以来,争取在各个领域达到领先水平,这并不是一句嘴上的空话,几十年的见证也的确证实了我们的“硬实力”。
其实,我国很久之前就开始着手研究“量子计算”了,并且研究的论文在全球发表量排名第二,这就反应出了我国领导人的眼光睿智。
量子计算机的公开专利上,美国也是落后于我国的,我国拥有的专利数量达到39%,全球第一的水平,美国排名第二,只有28%。
这年头,只要美国一有什么成功,就开始大肆的宣扬,生怕别人不知道,但其真正的把量子计算大规模投用了吗?
Hensinger亨辛格表示,现在的Willow规模太小,无法真正的做出计算,这就说明美国并没有完全的掌握这项技术,还只是初步阶段。
加州理工学院的物理学家也表示:“我们希望,这些机器将能够运行人们真正关心的程序。尽管可能还需要几十年的时间,我们最终会看到量子计算对日常生活的影响。”
谷歌公司所宣传的成功,只是在内部的实验取得了成功,距离真正的实际运用,还需要多年的刻苦钻研。
反观我国,早在2017年的时候,研发成功了一台光量子计算机,这是全球首台,超越了传统意义的电子计算机。
获得成就后,我们并没有骄傲自满,而是继续对量子研究方面加以重视,投入大量的资金和科研人员。
不负期望,就在2024年的4月25日,中国发出消息,研发成功了超导量子计算机芯片,起名“骁鸿”。
骁鸿有着国内的顶尖技术,其做到了504量子比特,比美国谷歌的105量子比特还要多百个,一度超越了美国。
12月7日,我国又发布了一条消息,承载比特数最多的,名为“天衍 - 504”的超导量子计算机问世。
随着我国的这台计算机对外服务,已经对算力的规模和算力类型的双重升级,是我国最大的量子计算云平台,并面向全球开放。
我国如今已经不仅仅研发芯片,从芯片到整台计算机的硬件软件,都全方位的自主完成,这一系列的操作,证实了我国的实力。
美国自从二战结束以来,就一直在制衡我国,无论是经济上,还是军事上,处处限制我国,起初我国处于弱势阶段,只能稍加忍让。
不过,如今的中国已经走在了全球的顶端,很多行业领域早已经超越美国,或许曾经的美国一手遮天,但如今,美国的经济发展逐渐停滞,相信在不久的将来,我国肯定能够全方面的超越它。
为了大力的推动我国的量子芯片继续发展,曾经饱受压制的华为公司,也开始大量的投资量子芯片领域,希望获取更进一步的突破。
量子芯片和我们的日常生活息息相关,它可以对虚拟现实提供更精确的计算,让我国的娱乐产业更上一层楼。
就连教育行业,通过量子计算,也可以获取一套更加适合当下社会的教育方针,为国家培养出更多的技术人才。
可以说,量子技术的成功,就能牵引一个国家整体的实力,是一项至关重要的工程,希望这项领域可以蓬勃发展。
结语
相信我国的实力,希望我国还能在更多的领域中取得成就,带领我们走向世界的前端,摆脱一切外在的牵制。
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信息源:
【1】中国报告大厅——2024-8-12《2024年量子芯片行业现状分析:量子芯片市场年复合增长率为63.8%》
【2】东方财富网——2024-12-11《谷歌新款量子芯片解决了困扰学界30年的一个难题 距离真正应用还要多久》
【3】光明网——2024-12-11《新一代量子芯片纠错能力实现突破》