Google 的量子電腦(圖:KIM STALLKNECHT/REUTERS)

近日,金融時報(Financial Times)在美國太空總署(NASA)的技術報告伺服器上發現了一篇由 Google 研發人員發表的論文,內容表示其已成功達到量子霸權(quantum supremacy),這表示量子電腦的運算能力正式超越傳統電腦。後來,Google 將此論文發表於《自然》期刊(Nature),正式聲明其量子電腦 Sycamore 已達到量子霸權的里程碑。

隨機亂數產生

根據論文顯示,Google 的研究人員選擇以可程式化超導體量子位元(programmable superconducting qubits)來開發量子隨機亂數產生電路,並以此測試其與傳統電腦計算能力的差異。由於量子干涉的天性,其所產生的隨機字串的機率分佈與由光干涉雷射光產生的強度分佈相似,因此部分的隨機字串會較頻繁地出現。而若以傳統電腦來產生此種機率分佈的隨機字串,其時間複雜度會隨量子位元與量子邏輯閘循環數上升而呈指數型成長。在論文中,研究團隊表示該電路在 200 秒產生的隨機字串,全球最快的超級電腦要運算 10,000 年才能達到。

IBM 反駁

但 IBM 於其官方部落格上發表聲明表示,此亂數產生的任務,在理想的情況下,傳統電腦僅需 2.5 天便能完成,且能達到更高的準確性。IBM 補充,Google 聲明的 10,000 年,是因為在薛丁格模擬方法(Schrödinger-type simulation)中,要儲存完整的狀態向量(state vector)所需的記憶體(RAM)內存過高,而改以薛丁格-費曼模擬方法(Schrödinger-Feynman simulation)執行後,犧牲記憶體空間來換取時間而得到結果。

提出量子霸權概念的焦恩·普瑞斯基爾(John Preskill),對於量子霸權的定義是量子電腦能達成傳統電腦無法做到的事,因此 IBM 不認為 Google 已跨過此門檻,IBM 表示:「Google 的實驗代表了在超導體量子運算上的一大進展,但不能作為量子電腦正式超越傳統電腦的證明。」

未來發展

Google 在論文中表示,目前的亂數產生能用於提供可認證亂數,甚至是優化機器學習、或用於材料科學與化學部分研究上。但要達到秀爾演算法(Shor’s algorithm)此種大幅降低質因數分解時間複雜度,具極大應用價值的量子運算能力仍還相當遙遠。

參考資料:

  1. Tangermann, V. (2019, October 23). It’s official: Google claims to have achieved quantum supremacy. Futurism
  2. Arute, F., Arya, K., Babbush, R. et al. Quantum supremacy using a programmable superconducting processor. Nature574, 505–510 (2019) doi:10.1038/s41586-019-1666-5
  3. On “Quantum Supremacy”. (2019, October 24). IBM
You May Also Like

小心FOMO找上你!讓我們一起認識它不受它綑綁

「錯失恐懼」(Fear Of Missing Out,簡稱FOMO),是一個新興的名詞,為派屈克.麥…

台灣新創在美攻企業送禮服務!Giftpack以AI 技術精準選禮

台灣送禮新創 Giftpack 2016 年創立時以 C2C 的商業模式進行送禮服務,隨著成長與發展,已在舊金山、台灣北中南、雪梨、香港等城市建立據點,提供遠端即時送禮服務。2019 年起,Giftpack 結合 AI 技術,開啟企業端送禮機制,為客戶精心挑選合適禮物並代送到府,讓業主不再苦惱於三節送禮內容,也能送出極具創意及巧思的禮品。

中國封鎖所有語言的維基百科

繼日前關閉維基百科(Wikipedia)中文版內容後,中國近日全面封鎖維基百科所有語言版本。對此,該…

啟發自電腦斷層成像,科學家研發出新式 3D 列印技術

加州大學柏克萊分校(University of California, Berkeley)的研究團隊…

澳洲化學工程師可能找到完美的材料,來製作不會破裂的手機螢幕

近年來,智慧型手機科技改善得很迅速,給了我們更長的電池壽命、更佳的表現、以及更好的相機能力,但是它們…

Google 前執行長:15 年內網際網路將一分為二,其中一半由中國掌控

日前,Google 前執行長施密特(Eric Schmidt)預測網際網路在未來十到十五年內將分裂為…