一夜飙升超8000亿,美国攻克芯片世界难题,中国还有机会吗?

慕儿说时尚穿搭 2024-12-14 18:04:35

12月9日,被誉为量子领域的“诺贝尔奖”的IAQ2019年年会上,谷歌公司发布了新一代量子芯片Willow,此次发布会后,谷歌的市值一夜之间上涨超过1120亿美元。

而且谷歌CEO还在发布会上称:“此次Willow芯片可以帮助谷歌解决量子纠错领域长达20年的技术难题,是量子计算领域内的重大突破。

”发布会上,网友们看到谷歌CEO满脸的骄傲与自信,毕竟谷歌量子计算这一领域一直处于领先的地位,此次发布后的市值上涨在全球科技界引起了热议。

而谷歌在量子计算方面虽一直处于领先,但是毕竟量子计算机还是比较新的技术,仍然处于初级的发展阶段。

量子计算机的错误率难题。

第一代量子计算机SoNico是谷歌公司于2021年发布,这一代量子计算机的核心是Qubit,也就是量子的基本单元,相当于信息存储的一个最小单位。

相比传统计算机只能存储一个信息单元的0或者1不同,Qubit可以同时存储0和1两个信息单元,从而令信息存储效率更高,量子计算的理论框架也因此更加强大。

在2021年时,SoNico的量子计算精确度已经相当于传统电子元器件的等效体积,而这一成果被霍金大学物理学教授表示赞叹。

称传统电子元器件在实现量子精确度方面需要数十年的研究道路,可见谷歌在这一领域已经取得了相当长足的进展。

在2022年4月份,DeepMind部门和谷歌交付部门联合发布了首个经过验证的量子优化算法,这款被称作“粘性量子约束”的算法。

专门用于优化带有约束条件的量子电路,并被应用于最新一代量子计算机ChuangTzu,实现了较大规模的量子电路优化。

ChuangTzu作为谷歌第二代量子计算机,是为了纪念中国古代哲学家庄子而命名,他代表了谷歌在量子计算机领域最新的技术进展。

谷歌在这一领域逐渐取得一系列的重大突破,但非常遗憾的是由于量子计算机的错误率仍然比较高,这也成为了困扰业界必须解决的关键难题。

而此次Willow芯片能够帮助实现量子纠错机制,是着眼于这一问题所做出的重大突破,因此引起业界广泛的讨论和关注。

在一定程度上也说明了计算机具有多大潜力,但目前仍面临多项挑战,需要科学家们不断通过创新技术来解决这些困难。

在2022年,谷歌所发布了一项全新的论文,因为论文中涉及商业机密,尚无法证实其真实性。

在这篇论文中声称,他们成功演示了将53个物理量子比特编码成一个逻辑Qubit,从而实现了逻辑Qubit可以同时容纳两个物理Qubit的信息。

同时还表明其纠错效率达到了80%,按照当前公式用来推算相当于99%。

然而在2024年,随着Google Quantum AI团队发表的一项更全面且可核实的论文,这项声明得到了证实和明确。

根据论文,这一重要成果展示了使用12个物理Qubits对一个逻辑Qubit进行编码所实现的纠错效率是78%。

然而根据该领域专家LucienHardy对这些数据进行解读后表示,如果将其转化为传统比特的信息存储效率,则达到74%,这是当前所有已知方案中最高的水平。

尽管如此,这项结果仍然低于Google所宣称的99%性能水平。

对于这一差异,专家认为的问题可能是由于物理Qubit中使用了错误分布引起的,实际上,他们指出,这种优化甚至可以使性能提高5个百分点。

谷歌突破量子纠错关键问题。

随着Willow芯片发布后,许多投资者以及全球科技界都将目光聚焦到谷歌身上,因为他们将其视为离实用化最近的一次里程碑式时刻。

但是对于业内人士而言,他们认为自己已经经历过很多次类似的事件,所以现在对这项研究进展持谨慎态度。

然而不可否认的是,谷歌这次真正迎来了重大突破,因为他们正好解决了纠错机制的问题,实际上,它们已经不能再叫做qubit了,而应该被称为逻辑qubit。

因为它们可以纠正自身错误,然而要实现这样的进步是一项巨大的挑战,因为它不仅关乎物理实现,还关系到算法和工程等多个方面。

为了克服这一难题,谷歌Quantume团队付出了巨大的努力和一系列复杂的数据分析工作,所以这次进展无疑是令人兴奋的。

正如专家所说:“谷歌最近提出的新量测方法是当前最好的选择之一,可以使逻辑qubit效率达到67%左右。”

毫无疑问,这一发现揭示了我们所面临的一系列难题,而且这些难题不仅存在于谷歌身上,也同样困扰着其他科研人员和研究机构。

此外,还有许多人必须解决许多工程问题,以确保他们能够充分利用每个逻辑qubit的信息存储能力,从而实现更大的效率提升。

众所周知,在整个人工智能历史上,这是第一次准确性如此关键,因为人工智能正在成为未来人类智能的关键,因此准确性的重要性不言而喻。

因此,有许多人认为,这将使众多渴望最大限度地利用机器学习潜力并且工作以实现这一目标的人们受益良多。

但是这并不是唯一的问题,实际上,尽管这项技术解决了数量最大的难题,但还有很多问题需要解决。

例如,对传感器和激光设备提出更高要求、对冷却和控制机制提出改进要求等,以及其他更先进的挑战都将在未来继续出现。

我国在量子研究方面有哪些进展?

尽管谷歌取得了一定的技术成果,但实际上,目前整个技术领域仍然处于初级阶段,并且处于起步阶段,因此仍然存在很大的发展余地和潜力。

这一技术仍然处于初级阶段,并且尚未完全开发或准备好应用于各种领域,尤其是在中国这个广阔而充满活力的市场中。

因此,我国在这一领域仍然拥有巨大的机会和空间,可以借鉴国际先进经验,加速自身技术的发展,实现更多技术突破。

我国在量子研究方面也取得了一系列成果,如今已成为全球科技行业的新焦点。

令人兴奋的是,中国早已证明自己已经实现了量子计算优越性,并超过了美国在这一领域40年的研究成果。

现在的问题是,中国是否有能力追赶并超越美国在量子计算技术上的巨大成就?

我们正在不断推动基础研究,并希望在这一领域实现更多突破。

据估计,到2030年,我国将要完成一项壮观的新任务,这可能会将我们的基础研究水平提升到一个新的高度。

如果我们能够顺利实施这一计划,我们将会看到我国在这一领域取得突破。

过去10年来,中国对科研资金进行了前所未有的大幅增加,这些资金被注入到科研机构、大学以及私人公司等各个领域,为诸多项目提供了支持。

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