撰文丨李木木木
人類社會的複雜性在于，就在一些地方打生打死的時候，在另一些地方卻爆發出閃耀的光芒，正如茨威格所說，那是人類群星閃耀的時刻。
這樣的時刻又一次出現了。12 月 10 日，谷歌在官網上發布了其量子計算的最新進展，推出了名爲 Willow 的量子芯片。這枚芯片是人類在量子計算方面達到的最新成果，各種技術指标反正我也看不懂，總結下來就是兩句話：第一，算力驚人；第二，達到了實用化程度。
圖 / 網絡
怎麽個算力驚人？量子計算機基本原理是利用量子比特間的 " 糾纏 " 效應，在同一時刻進行數十億次的并行運算，從而在處理複雜計算任務時比傳統計算機更具優勢。
因此，Willow 芯片的計算速度是目前最快超級計算機的 1 萬億億倍，可以用不到 5 分鍾的時間，就能夠完成一個基準測試任務，而即使是如今最快的超級計算機，完成同樣的計算任務也需要花費 10² ⁵年。打了個比方說，如果用現在最先進的傳統計算機來計算的話，會比迄今爲止宇宙誕生的時間還要長！
更重要的是，與之前其他國家進行的量子計算研究不同，這枚芯片已經滿足了實用化的要求，成爲具有劃時代意義的産品，主要原因在于兩個方面。
第一，在量子糾錯方面取得突破，意味着更爲穩定的性能。谷歌的研究解決了量子計算領域近 30 年來一直在研究的量子糾錯的關鍵挑戰。通常情況下，量子比特易與環境快速交換信息，導緻計算所需信息難以保護，使用的量子位越多，錯誤越多，但 Willow 芯片卻恰恰相反，使用的量子位越多，減少的錯誤就越多，系統的量子性能就越好，這一成果被稱爲 " 低于阈值 "，爲實用的大規模量子計算機鋪平了道路。
第二，其設計架構和原理，實現了小型化和模塊化。在不到 4 平方厘米的芯片上，容納了 105 個量子位的強大算力，還運用了模塊化設計理念，通過将多個量子比特模塊進行組合和連接，實現了大規模量子計算系統的構建，提高了量子計算的擴展性、穩定性和可靠性，有助于未來連接更多硬件和運用場景。
圖 / 微信 AI 配圖
當今世界，已經進入到人工智能時代。人工智能的發展，比拼的是高質量的信息量、算法以及算力。文明水平的層次高低，已經不再是傳統機械化時代的物理和化學指标，而是所擁有的算法和算力的高低。
Willow 芯片的誕生代表着谷歌在量子計算領域的重大突破，展示了美國在前沿科技領域的強大創新能力和深厚技術積累。擁有這樣先進的量子芯片技術，能夠在全球科技競争中占據制高點，彰顯國家的科技實力和國際地位，使美國在量子計算這一關鍵技術領域保持領先優勢。
實際上，世界上其他國家也在大力發展量子計算。
韓國科學技術院的研究團隊成功研發出全球首個量子計算機芯片，三星和 LG 等企業已開始布局量子科技，未來有望在智能手機、人工智能和機器學習等領域通過量子計算實現飛躍發展。
德國漢堡率先啓動了 " 量子創新之都 " 項目，推動量子技術研發和商業落地；
英國與澳大利亞合作開發量子教育課程，打通從基礎知識到實際應用的學習路徑，培養量子計算人才；
加拿大組建了量子工業部，以推動量子技術研發和商業落地；
澳大利亞研究人員成功研制出全球首款可重新編程的基于光的量子處理器，通過最小化光損失提升量子計算效率與可擴展性，有望在安全數據傳輸與傳感應用領域實現突破；
印度理工學院孟買分校與塔塔咨詢合作，建造印度首個量子鑽石微芯片成像儀，将量子鑽石顯微鏡與人工智能機器學習驅動的軟件成像相結合，用于半導體芯片的非侵入性和非破壞性測繪，提高電子設備的能源效率。
中國是唯一能夠跟美國 pk 的國家。中國科學技術大學研發的 " 九章三号 " 量子計算原型機，在求解高斯玻色取樣問題上展現超越傳統超級計算機一億億倍的算力，并優化光量子路徑提高運行效率。
▲ " 九章三号 " 實驗裝置示意圖（圖 / 中國科學技術大學）
本源量子等企業推出 504 量子比特的超導量子計算芯片 " 骁鴻 "，并基于該芯片設計出新一代超導量子計算機 " 天衍 504"。在量子芯片生産線上中國也取得顯著進展，完成超 1500 批次的流片作業，爲量子芯片的産業化進行探路。
不過，兩者的差距依然巨大。谷歌的最新芯片已經接近于實用化應用，而無論是 " 九章三号 " 還是 " 骁鴻 "，都還處于原型機和實驗階段。
美國的可怕之處在于，除了谷歌之外，還有其他機構同時在進行相關研究，體現了市場機制的強大而靈活的創新能力。IBM 在量子糾錯和算力方面取得重要突破，發布的 433 量子比特芯片 " 魚鷹 " 刷新了行業紀錄，通過模塊化設計實現量子芯片規模的靈活調整，推進量子計算的商業化應用。
英特爾則與荷蘭量子計算公司 QuTech 合作，推出基于矽芯片的可編程雙量子計算，采用自旋量子單元，不需要極低溫等苛刻環境條件即可運作。目前英特爾正努力在單一芯片上集成更多量子比特，長遠目标是實現單芯片擁有百萬個量子比特及常溫量子的通用計算，一旦實現也很恐怖。
顯然，圍繞着下一代人工智能，人類金字塔頂端的國家正在展開一場競争，沒有硝煙，也沒有炮聲隆隆，然而卻更爲激烈。在算法和算力面前，赢家通吃，一步落後就将步步落後。而算法和算力的革命性進展，在谷歌 willow 出現之後，就像迎來了一次文明突變的 " 奇點 " 時刻，正如當年蒸汽機對馬車、電氣化對機械化、原子能對化學能、信息技術對傳統媒體一樣，具有劃時代的意義。
