谷歌聲稱其量子計算研究取得了重大突破，其算法的計算速度比頂級經(jīng)典超級計算機快13000倍。

這個名為Quantum Echoes的算法已被用于計算分子結(jié)構(gòu)，谷歌表示這"為現(xiàn)實世界的應(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，一項比較其與核磁共振光譜分析化學(xué)結(jié)構(gòu)性能的第二項研究已上傳至arXiv預(yù)印本服務(wù)器。

這項研究描述了一個概念驗證實驗，該實驗與加州大學(xué)伯克利分校合作進行，Quantum Echoes被用于研究兩個分子，一個含有15個原子，另一個含有28個原子。

結(jié)果顯示，計算結(jié)果與傳統(tǒng)核磁共振技術(shù)匹配。核磁共振有時被稱為"分子顯微鏡"，可以讓科學(xué)家看到分子結(jié)構(gòu)中原子的相對位置。該算法還揭示了通常無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，量子計算增強的核磁共振技術(shù)可能成為藥物發(fā)現(xiàn)的強大工具，例如，通過幫助確定潛在藥物如何與其靶點結(jié)合。

谷歌量子AI研究人員哈特穆特·內(nèi)文和瓦迪姆·斯梅利揚斯基在博客文章中寫道："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)域推動重大發(fā)現(xiàn)的量子計算機更近了一步。"不過，他們也承認(rèn)，該技術(shù)的實際應(yīng)用可能還需要幾年時間。

他們補充說："這是歷史上第一次有量子計算機成功運行了一個可驗證的算法，其能力超越了超級計算機。"這一成就被稱為"量子優(yōu)勢"。

他們的研究還顯示了"量子可驗證性"——意味著實驗可以在谷歌的量子計算機或任何其他同等水平的量子計算機上重復(fù)進行，并得到相同的答案，這是該公司以前無法實現(xiàn)的。

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

報道指出，谷歌和競爭對手之前聲稱的量子優(yōu)勢一直受到質(zhì)疑，一些競爭團隊聲稱所取得的結(jié)果可以在經(jīng)典超級計算機上復(fù)制。

Q&A

Q1：Quantum Echoes算法有什么特殊能力？

A：Quantum Echoes是谷歌開發(fā)的量子算法，運行在Willow量子芯片上，計算速度比頂級經(jīng)典超級計算機快13000倍。它已被用于計算分子結(jié)構(gòu)，能夠揭示傳統(tǒng)核磁共振掃描通常無法獲得的分子信息。

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

A：量子計算增強的核磁共振技術(shù)可能成為藥物發(fā)現(xiàn)的強大工具，例如幫助確定潛在藥物如何與其靶點結(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傳統(tǒng)方法獲得。

Q3：谷歌這次量子優(yōu)勢突破有什么特別之處？

A：這是歷史上第一次有量子計算機成功運行可驗證算法且超越超級計算機能力。更重要的是，這次實驗具有"量子可驗證性"，可以在谷歌或同等水平的量子計算機上重復(fù)進行并得到相同答案，這是谷歌以前無法實現(xiàn)的。