Google發佈突破性量子計算芯片Willow，實現兩大歷史性突破

Google Quantum AI實驗室近日宣佈推出最新量子計算芯片Willow，在量子錯誤糾正和計算性能兩個關鍵領域實現重大突破，爲實用化量子計算邁出關鍵一步。

歷史性突破：量子錯誤指數級降低

Willow最重要的突破在於首次實現了"閾值以下"（below threshold）量子錯誤糾正，解決了困擾量子計算領域近 30 年的核心挑戰。研究團隊在Nature雜誌發表的論文中展示，通過使用更多量子比特，系統的錯誤率呈指數級下降。

具體實驗中，研究人員分別測試了3×3、5× 5 和7× 7 的量子比特陣列。隨着陣列規模擴大，每次都能將錯誤率降低一半。這一成果標誌着首個真正可擴展的邏輯量子比特原型系統的誕生，爲構建實用大規模量子計算機提供了有力證據。

量子硬件總監 Julian Kelly 介紹 Willow 及其突破性成就的視頻

驚人的計算性能

在隨機電路採樣（RCS）基準測試中，Willow展現出令人震驚的性能優勢。它僅用不到 5 分鐘就完成了一項運算，而當今最快的超級計算機需要 10 百萬億億年（ 10 的 25 次方年）才能完成同樣的計算，這個時間遠超宇宙年齡。

先進的硬件規格

Willow芯片在Google位於聖巴巴拉的專用量子芯片製造工廠完成製造，擁有 105 個量子比特。芯片在多項關鍵指標上都達到了業界最優水平，其中量子比特的T1 時間（保持量子態的時間）接近 100 微秒，較上一代產品提升了約 5 倍。

面向實用化的下一步

Google Quantum AI實驗室創始人表示，團隊的下一個目標是實現首個"有用的、超越經典計算機"的實際應用計算。他們認爲Willow這一代芯片有望幫助實現這一目標。潛在的應用領域包括：

• 新藥物發

• 電動汽車電池優化設計

• 核聚變研究

• 新能源開發

產學研合作

爲推動量子計算髮展，Google還推出了開源軟件和教育資源，包括在Coursera平臺上的新課程，幫助開發者學習量子錯誤糾正的基礎知識，共同探索未來量子計算的應用場景。

這一突破性成果展現了量子計算在解決複雜問題時的巨大潛力，也爲人工智能等領域的未來發展提供了新的可能性。Google表示，量子計算將成爲收集傳統計算機無法獲取的訓練數據、優化特定學習架構以及模擬量子效應系統的不可或缺工具。