“谷歌最强量子计算芯片Willow登场，五分钟完成超级计算机10^25年的任务，远超宇宙年龄。”
文章摘要：
12月10日，谷歌推出了其最新的超导量子计算芯片——Willow，这标志着量子技术领域的重大进展。该处理器旨在以远超传统超级计算机的速度执行复杂计算，使其成为实现实用量子计算应用的重要发展。
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在发布视频中，谷歌的量子人工智能部门硬件主管Julian Kelly称：“Sycamore是谷歌第一台在随机电路采样（RCS，量子计算机性能测算基准）的计算任务上，超越彼时最好的经典超级计算机的量子计算机。”利用Sycamore芯片，可以让硬件榨取出更强大的性能，也实现可扩展的逻辑量子比特（Logical qubit，多个物理量子位组合而成的量子位，用以更高效地进行量子计算和错误纠正）。但是Sycamore最终受到了量子相干时间（量子比特的时间长度）的限制，无法于相对长的时间内保留其叠加态进行复杂的量子计算和错误纠正。
量子计算中面临最大的难题就是“错误”，简单理解，量子比特在进行复杂量子计算时需要保持在叠加态，但这种状态极容易受到环境干扰而产生变化，这意味着他们很难保护完成计算所需的信息，因而产生错误。并且一般而言，量子比特的数量越多，量子相干时间越难保持，导致错误越多，系统越偏向“经典”，而非量子系统。因此控制错误率，让错误率低于某个阈值，是量子计算机实现大规模应用的重要前提。
Sycamore的量子相干时间的限制在Willow芯片中得到了突破，在M2（Milestone 2）即Sycamore时期，量子相干时间约保持20微秒，Willow在不牺牲任何性能的情况下实现了五倍增长，达到100微秒。
另外，Willow有着105个量子比特数，是Sycamore量子比特数（53个）的近两倍。更重要的是，随着Willow将表面码从码距3扩展到码距5、7时，通过增加物理量子比特，谷歌实现了逻辑量子比特错误率的指数级下降。这意味着通过正确的纠错技术，量子计算机可以随着规模的扩大，以越来越高的精度进行计算。Julian Kelly解释道：“我们的逻辑量子位现在在量子纠错的临界阈值以下运行，这是自90年代该理论被发现以来量子计算领域长期追求的目标。”，增加量子比特（Qubit）数量会导致更高的错误率，然而，Willow的设计允许实时矫正错误，从而减少了这一问题。这是首次达成“低于阈值”的里程碑式的成就，解决了近30年来量子计算领域面临的最大难题。这为实现大规模容错量子计算奠定了基础。
谷歌量子人工智能部门负责人，哈特穆特·内文（Hartmut Neven）进一步解释，这项成果表明，有用的和大规模的量子计算机真的可以造出来。Willow让我们更接近用量子计算机运行实用的与商业相关的算法，并且这些算法是无法用经典计算机解决的。
以下附上Willow量子计算芯片的相关规格：
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（完）
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