谷歌將在年底推出量子晶元，將創造又一個計算機史上的里程碑

谷歌最新的量子晶元宛如試驗床，可以試驗該公司聲稱讓這項技術具有實用性的想法。

約翰·馬蒂尼斯（John Martinis）只給了自己幾個月的時間在計算機史上取得一座里程碑。

谷歌的一個研究團隊在致力於研製功能異常強大的計算機晶元，可以運用深奧的量子物理學來處理數據，他正是這個團隊的負責人。馬蒂尼斯表示，到今年年底，他領導的團隊將研製出獲得「量子霸權」（quantum supremacy）的一種設備，這意味著該設備能處理任何常規計算機都無力處理的一種特別的運算。證據將來自谷歌的晶元與世界上最龐大的超級計算機之一上演的某種短程高速汽車賽。

馬蒂尼斯說：「我們認為，我們已準備好搞這項試驗。我們現在有這個能力。」

他信心備足的一個原因是，谷歌大約有25人組成的研究小組已研製出一種新的量子晶元，這種晶元測試了為這種正面較量研製一款晶元所需要的關鍵的設計特性。

量子晶元使用量子位（qubit）來表示數據的數字位，這種設備可利用量子力學違反常理的物理學原理，抄捷徑處理一些棘手的計算。不過，研究人員迄今為止演示的是只使用幾個量子位的量子計算。谷歌已發布了其晶元的結果，該晶元將9個量子位排成一行，但馬蒂尼斯表示，他的量子霸權試驗需要49個量子位組成的網格。

谷歌的最新晶元只有6個量子位，但是它們以2 X 3的格式來排列；馬蒂尼斯表示，這表明當量子位並排緊挨時（較大的設備採用這種方式），該公司的技術仍然發揮其功效。

6個量子位的晶元還測試了量子位和控制它們的傳統連線做在獨立晶元上的製造方法，這些獨立晶元之後採用「突點焊接」工藝（bump bonded）結合起來。這種方法是自兩年前提出以來谷歌的團隊就一直在關注的重心，旨在消除較大晶元中額外的控制線路，這些額外線路會干擾量子位的功能。

馬蒂尼斯說：「這種工藝一直屢試不爽，現在我們準備加快步伐。」他表示，針對擁有30至50個量子位的設備的設計已經在進行之中。在加州伯靈格姆召開的IEEE TechIgnite大會上，他曾一帶而過地提到了6個量子位晶元，不過其團隊還沒有正式透露技術細節。

2014年年底，馬蒂尼斯從加州大學聖巴巴拉分校加入谷歌，如今他仍是該校的教授。他的團隊是最近因量子計算背後的技術日益變得更易駕馭而設立或擴大規模的幾個行業研究小組之一。競相研發量子處理器的公司包括英特爾、微軟、IBM，甚至一些初創公司。

麻省理工學院量子計算研究小組的首席研究員西蒙·古斯塔夫森（Simon Gustavsson）表示，谷歌是這個領域的領導者之一。他說：「谷歌與 IBM 可謂實力旗鼓相當。」

今年量子霸權試驗取得成功將加強這家搜索公司的競爭力，不過量子處理器的量子位需要比50個多得多，才能真正發揮用處。

馬里蘭大學教授、量子計算創業公司IonQ的聯合創始人克里斯·門羅（Chris Monroe）說：「這將是學術研究領域的一座里程碑。之後，你仍得搞清楚如何提高量子晶元的可擴展性和可編程性。」

馬蒂尼斯同樣認為仍需要做大量的工作，不過他認為，對任何聲稱擁有實用型量子計算機的廠商來說，這項試驗都有望成為一根標杆。

他還表示，這個目標已幫助谷歌的管理層以及公司的聯合創始人謝爾蓋·布林（Sergey Brin）意識到：這項技術變得切實而重大。馬蒂尼斯說：「他們都意識到這項技術，並且對此非常興奮。我們在努力獲得谷歌內部的支持，這個實驗非常有助於讓其他工程師與我們進行交流。」

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