该公司将在明年年初将其Bristlecone量子处理器与经典的超级计算机相媲美,看看哪一款出现在最前面。(2018上半年Bristlecone测试了72位的量子芯片)根据麻省理工学院技术评论获得的太空法案协议,Google希望美国宇航局在几个月内帮助它证明量子量子霸权。

到目前为止,量子霸权始终还是一个想法,其本意是一个足够强大的量子计算机将能够完成经典超级计算机无法完成的某些数学计算。而证明这个存在本就是一个大问题,因为它完全可以导致开启一个设备新市场,并可能破解以前不可破解的代码,提高人工智能,改善天气预报,或是模拟精细的分子行为以及改革金融系统。该协议于7月签署,要求NASA“分析谷歌量子处理器上运行的量子电路的结果,并提供与经典模拟的比较,以支持谷歌验证其硬件并建立量子霸权的基准。”谷歌向MIT Technology Review证实,该协议涵盖了其最新的72-qubit量子芯片,名为Bristlecone。在经典计算机以绝对代表1或0的二进制位存储信息的情况下,量子计算机使用存在于1和0之间的叠加量子位。对于某些问题,使用量子比特应该可以快速提供可以使经典计算机更长时间计算的解决方案。

Q快讯 | 谷歌邀请NASA帮助他们在几个月内证实量子霸权-量子客

领导谷歌量子计算工作的物理学家约翰马丁尼斯认为,Bristlecone能够实现量子至上。不是每个人都同意。今年5月,阿里巴巴数据基础设施和搜索技术部门的研究人员发表了一篇论文,  建议运行模拟的经典计算机可以匹配其性能,并且可能需要具有较低错误率的量子芯片。南加州大学量子信息科学与技术中心主任Daniel Lidar也对此表示怀疑。“这似乎需要一些额外形式的容错,”他告诉麻省理工学院技术评论。“此外,经典模拟方法在过去几年中已经多次提高了标准,这种趋势很可能会持续下去。尽管如此,我不排除真能使用Google的 Bristlecone系统进行量子霸权演示。“

谷歌此前与美国国家航空航天局未经报道的合作关系是“展示处理器的可行性和潜力。”虽然谷歌不会为测试向NASA支付任何费用,但该机构已经为该项目投入了68万美元的价格。新的合作是这样的,由于Bristlecone要求超导电路保持在接近绝对零度的温度,因此不能从谷歌的实验室转移。相反,来自美国宇航局硅谷艾姆斯研究中心的量子人工智能实验室(QuAIL)的研究人员将通过谷歌的云API服务在线连接到Bristlecone 。谷歌还将分享当前允许经典计算机模拟量子电路的软件,以便NASA能够开发和改进它。

这两个组织将共同研究如何将“各种各样的优化和采样问题”映射到Bristlecone的门模型量子计算系统。明年初,当他们就模拟的问题和初始目标达成一致时,NASA将在其位于Ames的petaflop规模的Pleiades超级计算机上编写运行这些模拟所需的软件。Pleiades是NASA最强大的超级计算机,目前在全球排名前25位。

在合同签署后的12个月左右,美国宇航局将“将量子电路的经典模拟结果与谷歌硬件结果进行比较”。如果事情没有按计划进行,谷歌的协议将有五年的期限,其中“NASA将提供进一步的扩张,改进的电路仿真技术,更有效的量子语言和电路仿真的结果。”谷歌将给予QuAIL访问量子处理器和软件延续到2023年。

关于此,美国宇航局无法立即回复评论请求。这不是谷歌首次涉足美国宇航局的量子计算。2013年,他们共同合作,在Ames安装量子计算公司D-Wave制造的量子退火炉。该机器随后于2017年升级。最终,谷歌希望更广泛地分享用于模拟,优化和机器学习的量子计算软件。该协议指出:“谷歌打算发布其软件开发套件(SDK),并以开源的方式使用量子处理器。”当然,这里很可能是指用于创建量子电路的开源软件Cirq,这是谷歌今年夏天宣布的。谷歌当时说它计划在云中提供Bristlecone,Cirq作为其界面。D-Wave,IBM和Rigetti已经为研究人员提供量子云服务。