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谷歌发布全新量子芯片,实现两大历史性突破!

21ic电子网  · 公众号  · 半导体  · 2024-12-11 13:03

正文


12月10日,谷歌推出了最新量子芯片Willow,拥有约100个量子比特,并实现了两项重大突破:突破量子纠错阈值,创下量子性能相对于经典计算的新基准。在五分钟内完成了一项基准测试任务,该任务若用世界上最快的超级计算机Frontier运行,需耗时一千万亿年。
谷歌量子人工智能团队对此进行了媒体简报,团队约有300名成员,并计划在加州大学圣塔芭芭拉分校建制造工厂。谷歌表示,Willow的成就证明了构建大型纠错实用量子计算机的可行性,并展示了量子纠错在实践中确实可以发挥作用。谷歌还讨论了其量子业务计划,包括制造芯片、构建系统、提供云服务等。
1. 发布时间与团队介绍
  • 发布时间:2024年12月9日
  • 谷歌量子人工智能团队:约300名成员,知名成员包括Hartmut Neven、Michael Newman、Julian Kelly和Carina Chou。在加州大学圣塔芭芭拉分校设有先进制造工厂。
2. Willow芯片基本情况
  • 量子比特数:约100个(实际105个)
  • 架构:超导传输量子比特的方形网格,带有可调量子比特和耦合器
  • 连接数:平均约三位半,内部四向连接
  • 量子比特相干时间(t1值):从20微秒提高到100微秒
  • 错误率:相比上一代芯片Sycamore降低约两倍
3. Willow芯片关键成就
  • 突破量子纠错阈值(QEC):证明构建大型纠错实用量子计算机成为可能,相关结果将发表在《自然》杂志上。
  • 创下量子性能相对于经典计算的新基准:使用随机电路采样基准,Willow在五分钟内完成的任务,当今最快的超级计算机需10的16次方年才能完成。
4. 谷歌量子业务计划与路线图
  • 业务计划:制造芯片、构建系统、通过云提供量子服务及内部部署计划等。
  • 路线图:主要重点在本世纪末实现纠错量子计算机容错,预计大型里程碑六号机器将在本世纪末左右出现。
5. 量子纠错相关阐述
  • 必要性:量子信息易受破坏,需量子纠错。
  • 逻辑量子比特:实现大规模应用需每个逻辑量子比特约1000个物理量子比特(也有研究表明可能只需几百个)。
6. 量子计算当前应用与未来展望
  • 当前应用:量子处理器已用于科学发现,但尚未展示超越传统性能的应用。
  • 未来展望:Willow芯片有望帮助实现“有用的、超越经典”的计算目标,对人工智能发展、新药发现、高效电池设计、核聚变等领域有重要影响。


END




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