谷歌宣布推出最新的量子芯片 Willow。Willow 在多项指标上都拥有一流的性能，并取得了两项重大成就。
- 当我们使用更多量子比特进行扩展时，误差可呈指数级减少，从而破解了该领域长达30年的难题：量子纠错。
- 其次，Willow 在不到五分钟的时间内完成了一个标准基准计算，而如今最快的超级计算机之一需要花费10 的 16 次方（即 10 25）年的时间才能完成这项计算，这个数字远远超过了宇宙的年龄。
我们将 Willow 看作是我们打造实用量子计算机征程中的重要一步，该计算机可实际应用于药物发现、聚变能源、电池设计等领域。
Willow 芯片是 10 多年前开始的旅程中的重要一步。2012 年，我创立 Google Quantum AI 时，愿景是构建一台实用的大型量子计算机，利用量子力学（我们今天所知的自然界的“操作系统”）推动科学发现、开发有用的应用程序和解决一些社会最大挑战，从而造福社会。作为 Google Research 的一部分，我们的团队已经制定了长期路线图，而 Willow 则推动我们朝着商业相关应用的方向迈进。
量子纠缠
错误是量子计算面临的最大挑战之一，因为量子比特（量子计算机中的计算单位）往往会与周围环境快速交换信息，因此很难保护完成计算所需的信息。通常，使用的量子比特越多，错误就会越多，系统就会变得像经典系统一样。
今天，我们在《自然》杂志上发表了研究结果，实现了错误率的指数级降低。这一历史性成就在业界被称为“低于阈值”——能够在增加量子比特数量的同时降低错误。必须证明低于阈值才能证明在纠错方面取得了真正的进展，自1995 年 Peter Shor 引入量子纠错以来，这一直是一项艰巨的挑战。
这一结果还涉及其他科学“第一”。例如，它也是超导量子系统实时纠错的首批引人注目的例子之一——这对于任何有用的计算都至关重要，因为如果你不能足够快地纠正错误，它们会在你完成计算之前毁掉它。这是一个“超越盈亏平衡”的演示，我们的量子比特阵列比单个物理量子比特的寿命更长，这是一个不容置疑的迹象，表明纠错正在改善整个系统。
作为首个低于阈值的系统，这是迄今为止构建的可扩展逻辑量子比特最令人信服的原型。这有力地表明，实用的超大型量子计算机确实可以构建。Willow 让我们更接近运行传统计算机上无法复制的实用、商业相关算法。
Willow 超越世界上最强大的经典超级计算机之一Frontier的评估是基于保守的假设。
最好性能
Willow 是在我们位于圣巴巴拉的全新先进制造工厂中制造的，这是全球为数不多为此目的而从头开始建造的工厂之一。系统工程是设计和制造量子芯片的关键：芯片的所有组件，例如单量子比特门和双量子比特门、量子比特复位和读出，都必须同时经过精心设计和集成。
我们注重质量，而不仅仅是数量——因为如果质量不够高，仅仅生产大量量子比特也无济于事。Willow 拥有 105 个量子比特，在上述两个系统基准测试中均拥有一流的性能：量子纠错和随机电路采样。
此类算法基准测试是衡量芯片整体性能的最佳方式。
Willow 的下一步计划
该领域的下一个挑战是展示当今量子芯片上第一个与实际应用相关的“有用、超越经典”的计算。我们乐观地认为 Willow 一代芯片可以帮助我们实现这一目标。
到目前为止，已经进行了两种不同类型的实验。一方面，我们运行了 RCS 基准测试，该测试衡量了与传统计算机的性能，但没有已知的实际应用。另一方面，我们对量子系统进行了科学上有趣的模拟，这导致了新的科学发现，但仍在传统计算机的范围内。我们的目标是同时完成这两件事——进入传统计算机无法企及的算法领域，这些算法对现实世界的商业相关问题有用。
网友：
很多人对谷歌周一发布的关于量子霸权的新闻稿感到困惑，所以试着澄清一些事情：
1、他们说在大约 100 个量子比特的芯片上进行了计算，速度比传统（超级）计算机快得多。
所讨论的特定计算是产生随机分布。这个计算的结果没有实际用途。
- 他们使用这个特定问题是因为已经形式证明（有一些技术警告）在传统计算机上很难进行计算（因为它使用了大量纠缠）。
- 这也使他们可以说“这在传统计算机上需要数千万亿年”等话。
这与他们在 2019 年在大约 50 个量子比特的芯片上进行的计算完全相同。
如果您没明白这一点，谷歌 2019 年的量子霸权声明几乎在声明提出后就遭到了 IBM 的质疑，几年后，一个小组说他们在传统计算机上以类似的时间完成了这一声明。
因此，尽管从科学角度来看，这一声明非常令人印象深刻，但对日常生活的影响却为零。
据估计，我们将需要大约 100 万个量子比特才能实现实际应用，而我们距离这一目标还有大约 100 万个量子比特。
此外，这是一个我们在过去几年中多次看到的故事，即关于量子“效用”或量子“优势”或量子“至上”或无论你想叫它什么的说法后来都烟消云散了，因为其他一些团体最终找到了一种在传统计算机上实现它的巧妙方法。