谷歌Willow量子芯片有进步 但离实用还很遥远

12月9日，谷歌CEO桑达尔·皮查伊在社交媒体X上发布消息称，量子芯片Willow取得关键进展，实现了错误率的指数级降低，破解了量子计算领域困扰研究人员30多年的大难题。

谷歌量子AI创始人Hartmut Neven表示：“一般来说，使用的量子比特越多，出现的错误也就越多，系统也会变得越经典（经典计算机）。”

谷歌用所谓的随机电路采样（RCS）基准测量Willow的性能，也就是用一些经典计算机难处理的任务测试量子计算机。测试证明，Willow芯片在不到5分钟的时间完成了当今先进超级计算机需要一千万亿亿亿年（10的25次方，或10²⁵）才能完成的计算。

量子计算研究者会用各种标准评测量子计算机，谷歌用的是RCS，它认为这是测试任何量子算法的最低门槛。如果量子计算机无法在RCS测试中获胜，也就无法打败其它量子算法。IBM、Honeywell等企业也在研究量子计算机，它们的评测标准是“量子体积”（quantum volume），评估的是量子系统更广泛的能力，关注量子交互、整体可靠性。

Willow还有一个特点，随着量子比特数量的增加，错误并不会增加，也就是说谷歌可能解决了错误修正问题。

谷歌量子计算芯片Willow实用性并不强

尽管如此，我们不能高兴得太早，美国VC公司Runa Capital的高管Francesco Ricciuti说：“量子计算需要ChatGPT时刻，但Willow不会成为这样的时刻。”也就是说，谷歌的量子计算芯片在真实世界实用性仍然不强。

Francesco Ricciuti解释称，谷歌宣称的成功是基于任务、基准测试得出的结论，这种成功并不是基于实用性得出的。Francesco Ricciuti称：“谷歌定义一个非常高难度的问题，普通计算机难解决，但量子计算机可以。谷歌的成就当然值得肯定，但并不意味着实用。”

萨塞克斯大学（University of Sussex）量子计算教授Winfried Hensinger肯定了谷歌的成绩，他说，谷歌Willow芯片是量子计算机的一个里程碑，它缓解了错误问题。

Winfried Hensinger语气一变，随后说，相对于实用计算，Willow还是不够，如果想解决真正重要的工业问题，量子计算机需要数以百万计的量子比特，而Willow只有可怜的105量子比特。

还有，谷歌Willow是基于超导量子比特技术开发的，它对冷却有极为苛刻的要求，也就是系统如果想扩展难度极大。

Winfried Hensinger说：“如果是几百万个量子比特，温度要达到绝对零度水准，用超导量子比特技术搭建量子计算机是几乎不可能实现的。”

谷歌承认RCS基准测试并没有“已知的真实世界应用”，它只是用量子系统做了一些有趣的模拟测试，获得一些新的科学发现，这些发现仍然是经典计算机能实现的。未来谷歌将会跨入经典计算机无法进入的算法领域，关注在真实世界中实用、具备商业潜力的问题。

谷歌量子计算芯片Willow让人类离实用量子计算机更近一步

Winfried Hensinger和Francesco Ricciuti认为，人类一直想打造实用的量子计算机，谷歌Willow增强了人类的信心。

芝加哥大学教授 Andrew Cleland说：“依我之见，人类离实用的量子计算机还很遥远，谷歌的进步很重要，也很必要，它让我们离目标近了一些。”

英国Glasgow大学教授Martin Weides认为，谷歌设定了路径，让我们朝着搭建“容错”量子计算机的目标更近了。所谓容错量子计算机，就是说它可以捕捉错误并修正。

有人担心Willow将会威胁银行加密系统和比特币，莱斯大学（Rice University）计算机助理教授Tirthak Patel认为这种威胁被夸大，破解先进加密系统需要更强的量子芯片，远比Willow强大。

Tirthak Patel肯定了谷歌的进步，他认为Willow在一些场景中超越了超级计算机，原本有很多人质疑量子计算的潜力，Willow可以让他们更信服。

莱斯量子计划（Rice Quantum Initiative）研究人员Kaden Hazzard指出，人类想用量子计算机模拟化学反应并寻找新药物，想用它解决量子力学问题，开发新材料，或者研究更好的反应催化剂，这样的量子计算机还没有诞生，可能还要等很多年。

Tirthak Patel认为，优化天气预报、提高供应链效率的量子芯片可能会更早出现，它们的能耗会比超级计算机更低，此类量子计算机不需要太多的量子比特，即使没有先进的降低错误率的技术，也是有可能应用于现实的。

Tirthak Patel还说：“当前科学家和工程师的最大任务是证明量子计算在不同现实应用中的实用性，虽然谷歌的实验并没有做到这一点，但仍然算是一个里程碑。”