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老詹的QS(Quantum Supremacy)量子霸权的意思 2019年10月,谷歌的量子计算项目组宣布在“悬臂梁”原型机上实现了“量子霸权”,这项研究成果发表在《自然》杂志上。 “Quantum Supremacy”,即量子霸权,是指量子计算机处理特定问题时表现出超越目前最强性能的最优经典计算机的能力。实现“量子霸权”意味着量子计算机可能在未来某个时间比所有最优的经典计算机快,具有无限的潜力。 这项研究使用了一个简单的量子任务——随机数生成。尽管这个任务非常简单,但它需要一个大量计算的迭代过程才能完成。由于经典系统无法有效模拟量子系统的随机行为,因此需要大量的实验和计算来产生足够数量的“真”随机数。如果将一个经典电脑的处理能力用于执行同样数量的迭代,那么它至少需要一百万年时间才能产生相同数量的“真”随机数。而量子计算机只需要大约一千秒的时间,这体现了量子计算机超越经典计算机的潜力。 这个实验的量子设备是谷歌研发的超导量子比特的 “悬臂梁”原型机。它由两个相互垂直的振荡器组成,每个振荡器包含大约60个量子比特,通过微波连接。量子比特是一类特殊的半导体原子系综,由若干个原子构成,每个原子的状态可以被看作是一个量子位。这两个量子比特阵列互相垂直以避免叠加,这样就能方便地操控每一个量子比特的状态。 为了验证他的理论模型,雅各布森和同事们开发了两种不同的量子算法来实现随机数生成。他们发现,基于这两种不同算法的测试中,量子计算机比其他任何已知方法都更快更可靠。 虽然这一成果没有直接演示量子优越性,但展示了如何使用现有技术构造出一台量子计算机,并且它所使用的方法有可能加快其他量子计算的进程。

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