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谷歌量子系統 數秒完成47年運算任務

By on July 11, 2023

生成式人工智能（Generative AI）大熱，跟它可謂殊途同歸的量子運算亦受關注。據科學媒體ScienceAlert報道，日前谷歌（Google）利用70個量子位元的Sycamore量子電腦，僅花了幾秒鐘，便完成Frontier超級電腦需要47年時間方能完成的運算任務。

該報道指，Google團隊透過一項名為隨機電路採樣（Random Circuit Sampling）的複雜、綜合基準測試（complex, synthetic benchmark），從隨機生成的量子過程獲取讀數，將行動速度最大化，降低外部雜訊影響運算的風險。研究認為，量子雜訊（Quantum Noise） 對運算有關鍵性影響，在某些情況下雜訊亦會導致量子系統出現新狀態。換言之，要提升量子電腦運算效能，以及確保運算結果沒有偏差，必須要解決雜訊問題。

Google其中一款使用的量子電腦。（Google網站圖片）

另一科技巨頭IBM，上月亦在《自然》科學期刊發表論文，指該公司使用127量子位元的IBM Quantum Eagle處理器，反覆進行複雜的物理模擬實驗，取得一致答案，相關答案亦獲古典電腦驗證準確。研究團隊同樣從解決雜訊問題入手，透過脈衝延伸（Pulse Stretching）將雜訊放大，以便觀察、測量，以至消除雜訊。同時，研究團隊亦利用結合機率錯誤消除（Probabilistic Error Cancellation）理解雜訊，並且以零雜訊外推法（Zero Noise Extrapolation），外推出在沒有雜訊影響下的計算結果。

研究顯示，量子電腦的運算結果，跟美國國家能源研究科學計算中心（NERSC）及普渡大學的超級電腦一致，甚至在超出超級電腦運算範疇的情況下，量子電腦仍可以運算出答案，顯示量子電腦運算力已完勝超級電腦。

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