時隔5年 Google發表最新「量子」研究再現優勢
編譯／高晟鈞
Google最新發表於Nature的研究發現，將雜訊降低到一定的程度後，該公司所開發的Sycamore量子電腦將能實現量子優勢。
隨機電路採樣是什麼？
隨機電路採樣（RCS）是一種量子計算方法，本質上是產生一系列隨機數序列，並利用量子位元間的糾纏性來處理複雜問題。2019年，Google高調宣稱其量子電腦能夠運行RCS，並實現量子優勢（量子霸權）。
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然而，這種說法卻在不久後被推翻，原因是科學家們發現，即使是傳統的二進位運算也能在預估時間內運行這種演算法。但這並非毫無意義，RCS演算法構成的基準測試，反倒成了衡量傳統與量子電腦運算能力的一種方式，用於評估量子電腦可能在哪些方面超越經典電腦。
時隔五年RCS成功進化
至今為止，量子電腦的進展仍然緩慢，而最大的問題便是──錯誤率頻出。儘管後續科學家似乎攻克了此一難題，但量子電腦究竟能容忍多少誤差仍是懸而未決的問題。過去五年，不論是谷歌、微軟或者IBM等大廠，都致力於量子電腦的開發，以解決飽受詬病的雜訊（噪聲）問題。
在來自Google的科學家Kostyantyn Kechedzhi與其團隊在RCS演算法的研究中取得了新進展。研究團隊發現，即使是量子位元（量子比特）存在微小差異，例如將位元錯誤率從0.6%降低至0.3%也會使產生Sycamore量子電腦巨大的變化，這種噪聲強度與量子位元間的關係，就好比溫度會使水產生相變，只是你可能只需要1OC，就能使冰變成水蒸氣。
Google此次研究顯示，在相同保真度下，電路體積比五年前增加了一倍。這意謂著，Sycamore量子電腦能處理更複雜的計算任務，並保持相同的準確度。結果表明，即使在當前的噪聲水平下，量子電腦也具備超越經典電腦的潛力。
這並非意謂著量子電腦便取代了經典運算，畢竟Sycamore仍舊無法執行如發送郵件、存儲照片、播放影片等我們認為稀鬆平常的功能。但Google的最新研究仍然象徵著量子領域朝實際應用邁出的重要一步，為未來各式應用奠定基礎。
資料來源:Phys.org
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