5分钟完成超算需要“10的25次方”年的运算！巨头宣布芯片重大突破

据第一财经，2019年，谷歌曾在《Nature》发布了一项量子计算突破，在世界第一超级计算机需要计算1万年的实验中，谷歌研究的量子计算机只用了短短3分20秒。当时，谷歌CEO桑达尔·皮查伊（Sundar Pichai）将此次突破比作“莱特兄弟的首飞”。

据中国基金报，12月10日，谷歌在官网发布了这一量子计算机的最新进展，其使用新一代Willow量子芯片的计算机在运行基准算法时击败了世界上最快的Frontier超级计算机，Willow在不到5分钟的时间内完成了一个标准的基准计算，而当今最快的超级计算机需要耗时10^25年（即10,000,000,000,000,000,000,000,000年），这个数字远远超过了宇宙年龄。

据新华社，谷歌当天发布视频显示，105个量子比特的Willow储存在低温恒温器中。量子比特是量子计算的基本单位。运算能力越强的芯片中量子比特越多，而这也意味着出错越多，这是目前量子计算机研发道路上一个巨大的“绊脚石”。

谷歌研制的Willow虽然量子比特多，但错误率却减少了一半，而且还具备适时纠错的能力。谷歌说，这解决了相关领域近30年研究的一个关键难题，相关研究成果发表于9日出版的英国《Nature》杂志。

据澎湃新闻，谷歌表示，这一历史性成就在量子领域被称为“低于阈值”——能够在增加量子比特数量的同时降低误差。这也是一个强有力的信号，表明有效的大型量子计算机确实可以被制造出来。“Willow让我们离运行与商业相关的实用算法更近了一步，这些算法无法在传统计算机上复制。”

据新华社，谷歌量子人工智能部门负责人哈特穆特·内文告诉英国广播公司，Willow可用于一些实际应用，但并未透露其他细节。他表示，具备商业应用价值的量子芯片在2030年之前不可能问世。

内文在接受采访时表示，“如果你在某个问题上不能胜出，就不可能在有实际意义的问题上胜出”。他透露，谷歌计划明年交付一个实际案例，其计算复杂度超出了经典计算机的解决能力。“这一目标现在已近在咫尺”。

据第一财经，谷歌这一研究引起了科技圈的关注，在X上皮查伊发文官宣了这项进展后，马斯克在评论区回复“Wow”表示赞叹，皮查伊随即表示有朝一日应该用SpaceX的星舰在太空里建个量子集群，马斯克则回应“这很可能会发生”。

刚发布Sora视频大模型新品的OpenAI CEO阿尔特曼也转发了谷歌博客表示“大大的祝贺”，皮查伊回复称，“多元宇宙未来的量子+AI即将到来” 。

受此消息影响，10日，谷歌A类股收高5.59%，创7月中旬以来新高，成交额98.32亿美元。谷歌c类股收涨5.32%。

多种技术方法正在争夺量子计算领域的领先地位。谷歌的技术被称为超导量子比特，这也是竞争对手IBM和亚马逊公司采用的技术。Willow芯片的制造工具类似于传统微芯片的制造工具。但谷歌最近也投资了QuEra Computing Inc，这家公司使用的是所谓的中性原子量子比特。量子比特（qubit）是量子计算中的基本信息单位。

分析师称，Willow具有划时代意义，它将成为构建有用量子计算的第一步，未来在AI大模型、药物发现、核聚变、电池设计等诸多领域中带来巨大潜力。

据新华社，研制量子计算机是当前世界科技前沿的最大挑战之一。这种计算机以量子计算为基础，在原理上具有超快的并行计算能力，可望通过特定算法在密码破译、大数据优化、天气预报、材料设计、药物分析等领域，提供比传统计算机更强的算力支持。

自诺贝尔奖获得者理查德·费曼1981年提出量子计算机构想以来，各国科学家持续攻关量子计算研究，不断取得重大突破，但研发出具有实用性的通用量子计算机，还有很长的路要走。

对于谷歌Willow芯片的实际能力，一些科学家仍然存疑。

英国萨里大学计算机专家艾伦·伍德沃德说，测试Willow时，谷歌使用的是专门为量子计算机量身定做的性能测试工具。因此，测试结果并不意味着“Willow”相比传统计算机实现了“全面提速”，“就好像你没法把苹果和橘子放在一起对比”。