谷歌聲稱其量子計(jì)算研究取得了重大突破，其算法的計(jì)算速度比頂級(jí)經(jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)快13000倍。

這個(gè)名為Quantum Echoes的算法已被用于計(jì)算分子結(jié)構(gòu)，谷歌表示這"為現(xiàn)實(shí)世界的應(yīng)用鋪平了道路"，暗示其在藥物發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域的既定目標(biāo)。

該算法運(yùn)行在谷歌去年發(fā)布的Willow量子芯片上，相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然》雜志上。同時(shí)，一項(xiàng)比較其與核磁共振光譜分析化學(xué)結(jié)構(gòu)性能的第二項(xiàng)研究已上傳至arXiv預(yù)印本服務(wù)器。

這項(xiàng)研究描述了一個(gè)概念驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)與加州大學(xué)伯克利分校合作進(jìn)行，Quantum Echoes被用于研究?jī)蓚€(gè)分子，一個(gè)含有15個(gè)原子，另一個(gè)含有28個(gè)原子。

結(jié)果顯示，計(jì)算結(jié)果與傳統(tǒng)核磁共振技術(shù)匹配。核磁共振有時(shí)被稱為"分子顯微鏡"，可以讓科學(xué)家看到分子結(jié)構(gòu)中原子的相對(duì)位置。該算法還揭示了通常無(wú)法從核磁共振掃描中獲得的信息，這可能提供"確定分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的途徑，而這些通常很難了解"。

研究人員表示，量子計(jì)算增強(qiáng)的核磁共振技術(shù)可能成為藥物發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)大工具，例如，通過(guò)幫助確定潛在藥物如何與其靶點(diǎn)結(jié)合。

谷歌量子AI研究人員哈特穆特·內(nèi)文和瓦迪姆·斯梅利揚(yáng)斯基在博客文章中寫(xiě)道："今天的突破讓我們離能夠在醫(yī)學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域推動(dòng)重大發(fā)現(xiàn)的量子計(jì)算機(jī)更近了一步。"不過(guò)，他們也承認(rèn)，該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用可能還需要幾年時(shí)間。

他們補(bǔ)充說(shuō)："這是歷史上第一次有量子計(jì)算機(jī)成功運(yùn)行了一個(gè)可驗(yàn)證的算法，其能力超越了超級(jí)計(jì)算機(jī)。"這一成就被稱為"量子優(yōu)勢(shì)"。

他們的研究還顯示了"量子可驗(yàn)證性"——意味著實(shí)驗(yàn)可以在谷歌的量子計(jì)算機(jī)或任何其他同等水平的量子計(jì)算機(jī)上重復(fù)進(jìn)行，并得到相同的答案，這是該公司以前無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。

"這種可重復(fù)的、超越經(jīng)典計(jì)算的能力是可擴(kuò)展驗(yàn)證的基礎(chǔ)，使量子計(jì)算機(jī)更接近成為實(shí)際應(yīng)用的工具。"

報(bào)道指出，谷歌和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手之前聲稱的量子優(yōu)勢(shì)一直受到質(zhì)疑，一些競(jìng)爭(zhēng)團(tuán)隊(duì)聲稱所取得的結(jié)果可以在經(jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)上復(fù)制。

Q&A

Q1：Quantum Echoes算法有什么特殊能力？

A：Quantum Echoes是谷歌開(kāi)發(fā)的量子算法，運(yùn)行在Willow量子芯片上，計(jì)算速度比頂級(jí)經(jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)快13000倍。它已被用于計(jì)算分子結(jié)構(gòu)，能夠揭示傳統(tǒng)核磁共振掃描通常無(wú)法獲得的分子信息。

Q2：量子計(jì)算在藥物發(fā)現(xiàn)方面有什么應(yīng)用前景？

A：量子計(jì)算增強(qiáng)的核磁共振技術(shù)可能成為藥物發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)大工具，例如幫助確定潛在藥物如何與其靶點(diǎn)結(jié)合，為確定分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提供新的途徑，這些信息通常很難通過(guò)傳統(tǒng)方法獲得。

Q3：谷歌這次量子優(yōu)勢(shì)突破有什么特別之處？

A：這是歷史上第一次有量子計(jì)算機(jī)成功運(yùn)行可驗(yàn)證算法且超越超級(jí)計(jì)算機(jī)能力。更重要的是，這次實(shí)驗(yàn)具有"量子可驗(yàn)證性"，可以在谷歌或同等水平的量子計(jì)算機(jī)上重復(fù)進(jìn)行并得到相同答案，這是谷歌以前無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。