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介绍：遇见Willow
“欢迎进入量子计算的新纪元，借助Willow，我们在通过先进算法和前所未有的计算能力解开宇宙奥秘方面迈出了巨大的一步。” — Julian Kelly, Google Quantum AI的硬件总监
在量子计算的繁忙世界中，Google Quantum AI发布了他们的最新超导芯片，Willow，这一里程碑式的宣布不仅仅是要超越计算限制，更是要通过学习和进化模拟自然界，为解决此前无法解决的问题开辟道路。
Google量子计算的演变
从Foxtel到Willow
Google Quantum AI从2017年推出他们的第一款芯片Foxtel，到今天的最新和最先进芯片Willow，走过了一段非凡的旅程。每一个里程碑都标志着计算能力的重大飞跃：
- Foxtel (2017)： Google进军超导量子计算的开端。
- Bristlecone (2018)： 对量子比特增强和相干性的更深入探索。
- Sycamore (2019)： 以无与伦比的随机电路抽样能力达成量子霸权的变革者。
- Willow (2023)： 提高量子相干性、降低误差边际并增强计算能力的变革一步。
这些芯片都作为向前发展的基石，提升了相干时间并减少误差，以促进Willow的表现。
技术进步：Willow的飞跃
前所未有的量子相干性
先前量子芯片的一个重大瓶颈是量子相干时间，即量子比特能够保持它们叠加状态的时间。Willow的相干时间实现了巨大的飞跃——从Sycamore的20微秒延长到令人印象深刻的100微秒。此项改进为实用的量子应用开辟了新的前沿，缩短了通往可靠量子计算机的距离。
超越Sycamore
Julian Kelly和团队利用位于圣巴巴拉的Google专用超导量子芯片制造设施，推动了可能性的边界。Willow在以下方面超越了Sycamore的突破性成就：
- 逻辑量子比特性能： 达到量子纠错阈值以下，实现可扩展且高效的量子纠错。
- 误差抑制与寿命延长： 随着量子比特增加，指数级减少误差，并将逻辑量子比特的寿命延长至超越其物理对手。
这些进步为设计更大和更复杂的量子电路铺平了道路，突破了传统计算能力的极限。
突破计算障碍
重新定义量子霸权
通过Willow，Google再次推动了量子霸权的定义。令Willow与世界上最强大的超级计算机对峙，突显出设备的能力：
- 随机电路抽样基准： Willow可在大约五分钟内完成通常需要最快经典超级计算机难以企及的
10^25年的计算。这一成就展示了经典计算与量子计算在特定应用中的日益扩大差距，尤其在利用量子并行性与相干性的任务中。
硬件创新
实现这些结果是创新硬件技术的结晶：
- 可调谐量子比特和耦合器： 提供可重配置操作，确保低误差率并能够适应各种算法需求。
- 误差缓解策略： 通过不断开发校准方法和利用量子比特的可调谐性，最大限度地减少误差，增强可靠性和性能。
Google的方法允许前所未有的可重配置性，有助于在不同的计算任务中实现高性能的再现性和适应性。
对未来的展望
Julian Kelly强调了一个未来，在这个未来，Willow作为开发能够解决重大挑战的大规模量子计算机的中间步骤。Google所取得的突破可能带来的潜在应用包括：
- 制药： 通过模拟分子交互加快药物发现过程，速度无与伦比。
- 能源： 推动电池技术和聚变能研究的极限，可能开启新的能源解决方案。
结论：量子奥德赛
“借助Willow，我们踏上了解开宇宙未解之谜的奥德赛。感谢量子领域，地平线无止境，今日的想象即是明日的现实。” — *Julian Kelly, Google Quantum AI*
Willow的发布不仅仅是在量子芯片技术上的进步；它代表着在追求曾被视为纯理论的技术方面的关键节点。随着Google Quantum AI的继续前进，世界热切期待这些量子飞跃将在各行业和科学领域中带来的转变。
Midjourney prompt for the cover image: An abstract illustration of a quantum computing chip, entitled 'Willow', set within a futuristic laboratory. The scene captures the chip's shimmering, intricate circuits with an ethereal glow surrounded by a halo of qubits. The environment teems with technological marvels, hinting at breakthroughs in quantum mechanics. Style is Sketch Cartoon, conveying awe, innovation, and the cutting-edge advancement of quantum technology.
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