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谷歌工程副总裁兼量子人工智能实验室负责人 Hartmut Neven 曾表示，量子计算和人工智能同属当代最具颠覆性的技术领域，而量子计算将极大促进人工智能的发展。他将实验室命名为‘量子人工智能’，以突出这一方向的重要性。
2023 年 12 月 9 日，谷歌发布了全新量子芯片 Willow，并收获了马斯克、奥特曼等科技巨头的积极评价。这款芯片成功攻克了量子计算领域长达 30 年的技术难题，仅用 5 分钟便完成了全球最快超级计算机耗时 10²⁵年（这一时间跨度远超宇宙年龄）才能完成的计算任务。
Willow 芯片的技术突破
谷歌通过 X 平台公布了这一成果，其中马斯克对该芯片表达了高度认可，并与谷歌首席执行官探讨了量子集群与星舰项目的合作潜力。此外，OpenAI 创始人 Sam Altman 也在社交媒体上向谷歌祝贺，而谷歌 CEO Sundar Pichai 则回应称，他们同样为 OpenAI 近期取得的关键进展感到欣喜。
值得注意的是，随着量子比特数量的增加，Willow 芯片表现出显著的错误率降低趋势。这意味着以往量子比特数量增加会导致错误率上升的问题得到了有效缓解。根据《自然》杂志上的一篇研究论文显示，在 Willow 芯片中，量子比特数量越多，系统整体的错误率反而越低，展现出更强的量子特性。这种错误率的指数级下降，标志着量子纠错领域的一项重大突破。
自 1995 年 Peter Shor 提出量子纠错概念以来，科学家一直在努力解决量子比特容易出错的问题。尽管过去几十年里，学术界提出了多种理论和方法，但由于技术和物理实现上的诸多限制，始终未能实现‘量子比特数量增加，错误率却下降’的理想状态。如今，谷歌通过 Willow 芯片给出了答案。
性能验证与实际意义
为了验证 Willow 芯片的能力，谷歌选择了“随机电路采样”（RCS）这一在量子计算领域被视为‘试金石’的难题。结果显示，Willow 芯片仅需不到 5 分钟就完成了传统超级计算机需要 10²⁵年才能完成的任务。谷歌量子 AI 项目负责人 Hartmut Neven 指出，这一成果让‘量子计算可能在多个平行宇宙中同时进行’的观点更具说服力，与物理学家 David Deutsch 提出的多元宇宙理论遥相呼应。
从实验室走向现实应用，Willow 芯片的发布不仅是一次技术飞跃，还为量子计算的实际落地奠定了坚实基础。Sundar Pichai 在 X 平台上强调，Willow 芯片是迈向构建实用型量子计算机的关键一步。接下来，谷歌团队的目标是实现‘有用的、超经典的’计算任务，即在超越传统计算机的同时，解决现实生活中的具体问题。潜在应用场景包括加速人工智能模型训练、加快新药开发速度、提升新能源技术效率以及推动清洁能源领域的创新。
量子计算对加密行业的影响
近年来，量子计算的进步引发了对加密安全性的担忧。有观点认为，量子计算机可能在未来威胁到现有加密体系的安全性，尤其是像比特币这样的加密货币。然而，谷歌前高级产品经理 Kevin Rose 指出，虽然 Willow 芯片在性能上取得了显著进步，但距离破解比特币加密算法还有很长一段路要走。据估计，破解比特币所需的量子计算机需要拥有约 1300 万个量子比特，并能在 24 小时内完成解密操作，而目前 Willow 芯片仅有 105 个量子比特。
Lightspark 联合创始人兼 CEO David Marcus 进一步补充道：“很多人尚未充分认识到这一突破的意义所在。”针对 Willow 芯片对区块链的影响，他建议应加强量子密码学和加密技术的研究与发展。马斯克对此表示认同，并在社交媒体上简单回应了这一观点。
展望未来
Willow 芯片的问世体现了量子计算的巨大潜力，标志着人类在拓展计算能力边界上的又一里程碑。无论是推动基础科学进步还是改善日常生活，这项技术都展现出了深远影响。也许在不久的将来，量子计算将成为我们日常生活中不可或缺的一部分，而 Willow 芯片，则是开启这段旅程的第一步。
