谷歌公司Quantum周三在《自然》雜志披露與Willow芯片相關(guān)的量子計算突破性進展，該公司W(wǎng)illow量子計算芯片上運行了一種算法，這種算法可以在類似的平臺上重復(fù)運行，并且性能超越傳統(tǒng)超級計算機。谷歌表示，這一突破為量子技術(shù)在未來五年內(nèi)實現(xiàn)實際應(yīng)用鋪平了道路。

谷歌表示，這項被稱為“量子回聲（Quantum Echoes）”的算法具有“可驗證性”，意味著可以在另一臺量子計算機上重復(fù)運行。谷歌稱，該算法的運行速度比全球最強的超級計算機快1.3萬倍。谷歌表示，這些成果結(jié)合在一起，意味著量子計算在醫(yī)學(xué)和材料科學(xué)等領(lǐng)域?qū)⒂袕V泛的潛在用途。

谷歌量子AI部門的研究科學(xué)家湯姆·奧布萊恩（Tom O’Brien）表示：

“可驗證性這一點非常關(guān)鍵，這是我們邁向現(xiàn)實世界應(yīng)用的重要一步。實現(xiàn)這一成果意味著我們正在真正推動量子計算走向主流?！?

媒體稱，這項突破使谷歌更接近真正利用量子計算所承諾的強大運算能力。目前，微軟（Microsoft）、IBM以及眾多初創(chuàng)企業(yè)也正在該領(lǐng)域積極追趕。就在去年12月，谷歌曾宣布“Willow”芯片僅用五分鐘就解決了一個問題，而同樣的問題若由超級計算機處理，需要10秭（10 septillion）年才能完成。

量子計算機通過極微小的電路來進行計算，與傳統(tǒng)計算機類似，但它可以并行計算，而不是順序執(zhí)行，從而大幅提升速度。盡管多家公司聲稱已建造出性能超越傳統(tǒng)計算機的量子平臺，但它們面臨的最大挑戰(zhàn)一直是如何找到真正有用的應(yīng)用場景。

未參與該研究的計算機科學(xué)家阿倫森（Scott Aaronson）對媒體表示，他對谷歌取得的進展“感到振奮”，因為他們在“以可重復(fù)的方式超越超級計算機方面”取得了突破，這意味著可以在另一臺量子計算機上高效驗證成果——這正是該領(lǐng)域在過去幾年中最棘手的問題之一。不過，他也提醒稱，前方仍有大量工作要做。

“要從現(xiàn)在走向任何具有商業(yè)價值的應(yīng)用，或?qū)崿F(xiàn)可擴展的容錯計算（這次實驗并未使用），仍然是非常艱難的挑戰(zhàn)?！?

研究人員在另一篇尚未經(jīng)過同行評審的合作論文中展示，該算法的一種應(yīng)用是通過計算原子之間的距離來研究分子結(jié)構(gòu)。這種方法未來可用于藥物研發(fā)和材料科學(xué)（例如電池設(shè)計），但谷歌科學(xué)家估計，要實現(xiàn)這些應(yīng)用，量子計算機的規(guī)模必須比目前的機器大一萬倍。

谷歌研究團隊中包括2025年諾貝爾物理學(xué)獎得主米歇爾·H·德沃雷（Michel H. Devoret）。該團隊表示，他們計劃繼續(xù)擴大機器規(guī)模并提高計算精度，以推動量子計算向現(xiàn)實世界的實際應(yīng)用邁進。