据BBC和华尔街日报报道，谷歌母公司Alphabet公司股价周二大涨近5%。谷歌宣布位于加利福尼亚的新建专用制造厂中制造出一款新的量子计算芯片，离科技行业长期以来追求的商用量子计算梦想更进一步。
这款名为Willow的芯片，在解决长期困扰量子计算发展的错误纠正问题上取得了重要突破。谷歌表示，这款芯片在不到五分钟内完成了一项计算，而当前的超级计算机需要“10的24次方”年，也就是10,000,000,000,000,000,000,000,000年才能完成，“几乎永恒”。
目前仍是一个新兴领域的量子计算，利用量子力学的特性来解决传统计算机无法处理的问题。量子计算在多个领域具有潜在应用，包括发现新药以及安全与加密技术。
传统计算机，即使是最强大的，也使用二进制位（bit），只能表示0或1。而量子计算机使用量子位（qubit），可以在一种由0和1的复杂叠加状态中存储和表示信息。
在人工智能对谷歌核心搜索业务构成挑战之际，这项量子技术突破再次提醒人们，谷歌依然是前沿创新领域的重要力量。
然而，这项技术不太可能在短期内对谷歌的业务产生显著影响。
量子计算机仍处于开发的早期阶段，距离大规模商业化还有数年时间。尽管谷歌在错误纠正问题上的进展意义重大，但行业高管指出，还有其他工程挑战阻碍着量子系统的商业化应用。
目前Willow主要是一个实验性设备。这意味着，一台足够强大的量子计算机能够解决广泛现实世界问题的时代，仍需数年时间和数十亿美元的投入才能到来。
“尽管我们距离主流量子计算还有多年时间，但我们相信谷歌昨日发布的Willow芯片，是迈向让量子技术对日常应用有用的漫长道路中的重要一步。”RW Baird分析师科林·塞巴斯蒂安周二在研究报告中写道，他称这一宣布是“面向未来的一瞥”。
量子困境
量子计算机的工作方式与手机或笔记本电脑中的传统计算机有根本不同，利用量子力学的原理——超微小粒子的奇异行为——以远远快于传统计算机的速度解决问题。
人们希望，量子计算机最终能够利用这种能力，大幅加快诸如研发新药等复杂过程。但也有人担心，量子计算可能被用于不良目的，例如破解一些保护敏感数据的加密技术。
今年2月，苹果宣布，保护iMessage聊天信息的加密技术已被升级为“抗量子破解”，以防止未来强大的量子计算机读取这些信息。
谷歌量子人工智能实验室负责人哈特穆特·内文领导了Willow芯片的研发，并称自己是“首席乐观主义者”。
他对BBC表示，Willow将被用于一些实际应用，但目前拒绝提供更多细节。他还说，能够执行商业应用的芯片在本十年结束之前不会出现。
最初的这些应用将集中在模拟量子效应重要的系统上，“例如，这在核聚变反应堆的设计、理解药物作用机理和制药开发方面非常重要，也有助于开发更好的汽车电池以及其他一长串类似的任务。”
无法取代传统计算机
内文告诉BBC，Willow的性能使其成为“迄今为止最好的量子处理器”。
但萨里大学的计算机专家艾伦·伍德沃德教授表示，量子计算机在一系列任务上将优于当前的“经典”计算机，但它们不会取代后者。
他警告不要夸大Willow在单次测试中取得的成就的重要性。
“我们必须小心，不能拿苹果和橙子比较，”他对BBC说。谷歌选择了一种“为量子计算机量身定制”的问题作为性能基准，但这并不表明与经典计算机相比有“普遍的加速效果”。
尽管如此，他表示，Willow在特别是“错误纠正”方面代表了重要进展。
简单来说，量子计算机越有用，其量子位（qubits）数量就越多。然而，这项技术的一个主要问题是容易出错，而且芯片的量子位越多，错误率往往会越高。
但谷歌研究人员表示，他们已经逆转了这一趋势，成功设计并编程了新芯片，使得随着量子位数量增加，整个系统的错误率反而下降。
内文认为，这是一个重要的“突破”，攻克了该领域“近30年来”一直追求的关键难题。
他表示，这相当于“如果你有一架只有一个引擎的飞机，能飞，但有两个引擎更安全，四个引擎就更安全”。
错误是打造更强大量子计算机的一个重要障碍。伍德沃德教授表示，这一进展对所有努力建造实用量子计算机的人来说都是“令人鼓舞的”。
不过谷歌自己也承认，要开发实用的量子计算机，错误率还需要比Willow目前的水平大幅降低。
全球量子计算竞争
英国国家量子计算中心（NQCC）中心主任迈克尔·卡斯伯特说，他对可能引发“炒作周期”的语言持谨慎态度，认为Willow更像是一个“里程碑”，而不是一次“突破”。
尽管如此，他还说，这是“一项显然非常令人印象深刻的工作”，最终量子计算机将能够帮助解决包括“货运飞机的货物分配、通信信号的路由以及国家电网中储能的分配”等一系列任务。
上周五，来自牛津大学和日本大阪大学的研究人员发表了一篇论文，展示了在受控离子量子位技术中实现的极低错误率。
他们采用的是与谷歌不同的方法，这种方法可以制造能够在室温下运行的量子计算机，而谷歌的芯片必须存储在超低温环境下才能有效运行。
关于谷歌Willow芯片研发的科学成果已发表在《自然》期刊上。
在博客文章中，谷歌展示了这一最新成果已实现其六步“量子计算路线图”中的第二步。
谷歌表示，下一个挑战是在当前的量子芯片上，展示一项对现实应用有意义的“超越经典”的实用计算。
