美國Google量子人工智能（AI）實驗室研究團隊周三在英國《自然》雜誌發表論文宣布，在Google自研的適用於量子電腦的「威洛」晶片上，其新研發的「量子回聲」算法實現了首個可驗證的量子優勢。今年諾貝爾物理學獎得主、現任Google量子AI實驗室量子硬件首席科學家德沃雷等研究人員在論文中表示，「量子回聲」算法運行速度比世界上最快的超級電腦之一美國「前沿」電腦上運行的最佳經典算法快1.3萬倍。此外，這種算法具有可驗證性，意味着可在同等水平的量子電腦上得到相同答案，從而確認結果的準確性。這為可擴展驗證打下基礎，使量子計算更接近實用化。
Google發表量子回聲算法。路透社
技術有助藥物開發。路透社
醫學材料科學可廣闊應用
這一新技術類似高度先進的「回聲」。研究人員向量子系統（「威洛」晶片上的量子比特）發送精心設計的訊號，擾動其中一個量子比特後，再精確逆轉訊號的演化，傾聽返回的「回聲」。這種量子回聲之所以特殊，是因為它通過量子的相長干涉而被放大——量子波相互疊加後變得更強，使得測量極其靈敏。Google行政總裁皮柴說，這一突破是量子計算走向實際應用的重要一步。該算法在醫學、材料科學等領域具有廣闊的應用前景，並為量子技術在未來5年內實現實際應用奠定了基礎。
量子回聲有助於學習自然界中各種系統的結構，例如分子、磁鐵、黑洞。由量子運算增強的核磁共振（NMR）可望成為藥物開發的強大工具，幫助確定潛在藥物如何與其標靶結合；或在材料科學中，用於鑒定新材料例如聚合物、電池組件。
想像一下在海底尋找一艘沉船，聲納技術或許能提供底下有殘骸的模糊輪廓。現在透過Google的「量子回聲」演算法，不僅能找到這艘沉船，還能清晰讀取船體上記載識別資訊的銘牌。
