![]()
谷歌量子AI團隊昨天宣布了一項里程碑式的算法突破,其“Willow”量子芯片成功運行了“量子回聲”(Quantum Echoes)算法,首次在硬件上實現了可驗證的量子優勢,成果發表于《自然》雜志,這一成果由谷歌量子處理器總監Yu Chen和量子硬件首席科學家,2025諾貝爾物理學獎獲得者Michel Devoret共同發布,標志著朝著實現有用的量子計算邁出了關鍵一步,還不清楚狀況的看我昨天的文章
![]()
構建量子計算機面臨一個核心挑戰:如何在不丟失寶貴量子信息的前提下,對量子比特進行精確控制?
今天yu chen 和Michel Devoret又揭秘了一些Willow芯片背后的故事
Willow的“獨家秘方”:破解控制難題
此次突破的核心,正是谷歌最先進的量子芯片——Willow。它基于超導量子電路構建,這一技術路線在性能和可擴展性上已展現出卓越的平衡,是構建容錯量子計算機的領先平臺之一
![]()
要釋放量子計算的潛力,就必須解決控制與退相干之間的矛盾。Yu Chen提到谷歌在硬件設計和控制系統上取得了突破,它使得團隊能夠在維持高保真度的同時,對量子系統進行前所未有的高速操控
為了驗證這一能力,團隊執行了一項復雜的“量子回聲算法”(Quantum Echoes algorithm)。該算法旨在揭示量子系統的內部動力學,對芯片的系統級性能、量子門的精度和測量速度都提出了極為苛刻的要求
而Willow芯片不負眾望。在其整個105量子比特陣列中,其關鍵性能指標如下:
? 單量子比特門保真度: 99.97%
? 糾纏門保真度: 99.88%
? 讀出保真度: 99.5%
所有操作均在幾十到幾百納秒內完成,為實現驚人的計算加速奠定了基礎
13000倍加速:史上最復雜實驗之一
高精度與高速度的結合,將谷歌的實驗推向了經典計算機無法企及的領域
![]()
Yu Chen透露,Willow的獨家秘方讓量子回波算法的運行速度實現了13000倍的驚人提升。正是這種前所未有的速度,使得團隊能夠在整個項目過程中完成一萬億次測量——這在所有量子計算機上有史以來執行過的全部測量中,也占有重要比例,使其成為量子計算歷史上最復雜的實驗之一
容錯:谷歌的戰略路線圖
此次可驗證量子優勢的實現,是谷歌量子AI路線圖上的又一個關鍵進展。谷歌的目標是開發能夠執行復雜、糾錯計算的大規模量子計算機,并為此制定了包含六個里程碑的清晰路線圖,以指導其開發高質量的量子硬件和軟件
以下是谷歌量子計算路線圖的六大里程碑詳情:
![]()
里程碑 1:超越經典 (Beyond Classical)
物理量子比特 (Physical Qubits): 54
邏輯量子比特錯誤率 (Logical Qubit Error Rate): -
里程碑 2:量子糾錯 (Quantum Error Correction)
物理量子比特 (Physical Qubits): 102 (百量級)
邏輯量子比特錯誤率 (Logical Qubit Error Rate): 10?2
里程碑 3:構建一個長壽命的邏輯量子比特 (Building a Long-Lived Logical Qubit)
物理量子比特 (Physical Qubits): 103 (千量級)
邏輯量子比特錯誤率 (Logical Qubit Error Rate): 10??
里程碑 4:創建一個邏輯門 (Creating a Logical Gate)
物理量子比特 (Physical Qubits): 10? (萬量級)
邏輯量子比特錯誤率 (Logical Qubit Error Rate): 10??
里程碑 5:工程化擴展 (Engineering Scale Up)
物理量子比特 (Physical Qubits): 10? (十萬量級)
邏輯量子比特錯誤率 (Logical Qubit Error Rate): 10??
里程碑 6:大型糾錯量子計算機 (Large Error-Corrected Quantum Computer)
物理量子比特 (Physical Qubits): 10? (百萬量級)
邏輯量子比特錯誤率 (Logical Qubit Error Rate): 10?13
此前,谷歌已分別于2019年和2023年完成了前兩個里程碑。隨著Willow的發布,團隊通過展示低于閾值的量子糾錯,正穩步邁向“里程碑3”
谷歌表示,在邁向最終構建容錯量子計算機的道路上,挑戰依然巨大,需要在系統性能和規模上實現數量級的提升。但今天展示的成果,特別是對量子比特前所未有的控制能力,無疑為應對未來挑戰注入了強大的信心
Yu Chen
Yu Chen 現任谷歌量子處理器總監
![]()
本科畢業于中科大物理學專業,博士畢業于明尼蘇達大學雙城分校凝聚態物理
2014年加入谷歌,谷歌學術他引次數超過35000
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.