就在今天，谷歌取得了重大突破！定量计算首次

机器心脏报告 机器心脏编辑部 就在今天，谷歌公布了一项历史性的研究成果。他们在 Willow 芯片上运行的新的总体夸耀算法解决原子相互作用问题的速度比最好的传统超级计算机快 13,000 倍，完成计算所需的时间是有限超级计算机大约需要 3.2 年才能完成的。更令人惊奇的是已经被证明的结果。这可以说是第一次经过验证的算法在真实硬件上成功运行量子计算机。相关研究发表在《自然》杂志的封面上。回波量的核心是测量被称为OTOC（乱序相关器）的量的期望值。 Otoc 和更高阶的名称注概括是一类新的观察，描述量子量如何变得混沌。与位串不同，预期数量值（例如电流、速度、磁化强度和密度）是经过验证的计算结果即使在不同的量子计算机上运行时，at 也保持不变。事实上，这一突破是基于谷歌数十年的技术积累和过去六年的关键发展。早在 2019 年，谷歌就证明量子计算机可以解决传统超级计算机需要数千年才能完成的问题。去年年底（2024年），谷歌推出了新一代Willow量子芯片，展示了如何显着抑制错误并解决科学家近30年来面临的基本问题。今天的突破使谷歌的量子计算向实用性又迈进了一大步。这项工作涉及谷歌量子人工智能团队的几名成员，以及谷歌 DeepMind 和加州大学伯克利分校和达特茅斯学院的研究人员。值得一提的是，新任诺贝尔奖获得者、现任谷歌AI实验室硬件首席科学家米歇尔·德沃雷(Michel Devoret)也参与其中。论文地址：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09526-6 谷歌及其母公司Alphabet首席执行官Sundar Pichai表示：Willow Chip首次取得了经过验证的数量优势。新算法可以利用核磁共振来阐明分子中原子之间的相互作用，为未来药物发现和材料研究中的潜在应用铺平道路。而且，该算法的结果是经过验证的，这意味着其结果可以被其他定量计算机或经过验证的实验重复。这一突破是量子计算首次实际应用的重要一步。有网友认为，这项研究标志着量子硬件不仅在理论上而且在实验上都显示出了突出的优势，为实用和可扩展的量子计算铺平了道路！定量计算终于变得实用了！量子回波算法：经过验证的量子优势 量子回波潜力微量元素可用于研究自然界中各种系统的结构，从分子到磁体再到黑洞。人类历史上第一次，一台完整的计算机成功地运行了一种经过验证的算法，其性能超过了超级计算机的能力。所谓定量可验证性，是指计算结果可以用计算机量或任何等效的计算机量反复验证，得到相同的答案，从而确认结果的正确性。重复和超越经典计算的能力是可量化验证的基础，并使量子计算机距离成为可行的科学研究工具又近了一步。这一次，谷歌的新技术就像一个高度复杂的回声实验。研究人员将精心设计的信号发送到量子系统（柳树芯片上的量子位），然后稍微扰动其中一个量子位，然后肯定地扰动它。tad 信号的演变“听”返回的回声量。这种量子回波的独特之处在于它会被相长干涉放大，这是一种量子波相互叠加和增强的现象。因此，测量变得极其敏感，需要能够以前所未有的精度捕获定量信号的变化。该示意图显示了在 Google 的 105 量子位阵列中创建量子回波的四个步骤：向前运行操作 → 扰动量子位 → 向后运行操作 → 测量结果。信号的重叠程度显示了扰动如何在柳片上传播。该版本 Quantum Echo 算法的实现得益于 Willow 芯片的量子硬件进步。去年，Willow 芯片通过了随机电路采样基准测试（用于测量量子系统最大状态复杂性的测试），向蛆虫展示了其性能。定量回波算法重新提出了一种新的挑战，因为它模拟了真实的物理实验。这意味着该算法不仅能够处理复杂的系统，而且在最终的计算中也要求非常高的精度。这就是为什么谷歌称其为可验证的定量计算，其结果可以由其他同等质量的定量计算机进行交叉验证。同时，为了实现高精度和复杂度，硬件量必须具备两个主要特性：极低的错误率；和高速计算能力。面向现实世界的应用毫克级计算机计算机将在模拟量子力学现象（例如原子和粒子的相互作用以及分子的结构（或形状））方面发挥重要作用。核磁共振（NMR）是科学家了解化学结构的重要工具之一，这也是磁共振成像（MRI）技术背后的原理。核磁共振就像一颗痣目镜显微镜，强大到足以让我们看到原子的相对位置，这有助于我们了解分子的结构。模拟分子的形状和动力学是化学、生物学和材料科学的基础，该领域的进展支持从生物技术到太阳能再到核聚变的许多领域的发展。在与加州大学伯克利分校合作进行的一项确认实验中，谷歌在柳树量子芯片上运行了量子回波算法，研究了两种分子，一种含有 15 个原子，另一种含有 28 个原子，以验证该方法。结果表明，定量计算的结果与传统NMR一致，并揭示了后者通常无法获得的额外信息，这是对Google提出的方法的重大验证。正如望远镜和显微镜打开了未知世界的大门一样，这次实验也是迈向新宇宙的重要一步。量化的pe，有望让人们测量以前被忽视的自然现象。通过定量计算增强的 NMR 预计将成为未来强大的药物发现工具，用于研究潜在药物如何与其靶标结合；或者在材料科学中，用于表征新材料的分子结构，例如聚合物、电池组件，甚至是构建量子位的材料。 特别声明：以上内容（如有则包括照片或视频）由自媒体平台“网易号”用户上传发布。本平台仅提供信息存储服务。 注：以上内容（包括图片和视频，如有）由网易HAO用户上传发布，网易HAO为社交媒体平台，仅提供信息存储服务。