标题：5分钟完成1000万亿年计算任务，Google的量子芯片意味着什么？

量子力学虽已存在120多年，但它仍被视为深奥的科学。2016年中国发射了“墨子号”量子科学实验卫星，2022年诺贝尔物理学奖授予了三位在量子信息科学方面作出贡献的科学家。最近，Google在量子计算领域取得重大突破。

Google量子人工智能团队推出了名为“Willow”的新量子芯片。该芯片在多个性能指标上达到先进水平，包括增加了量子比特的数量（105个），并大幅减少了错误。更重要的是，“Willow”在不到5分钟时间内完成了随机电路采样（RCS）基准测试。

量子计算机利用量子比特（Qubits）进行计算，不同于经典计算机中的二进制比特（Bits），量子比特可以同时处于0和1的叠加态，这使得量子计算机能同时处理多个计算路径或状态，从而在解决某些复杂问题时比经典计算机更高效。此外，量子比特之间的“量子纠缠”特性，使它们能迅速交换信息，增强了信息传递效率。

然而，量子比特非常脆弱，容易受外界干扰导致量子信息丢失，即量子退相干。为了克服这一问题，Google引入了新的量子纠错方法，使增加量子比特数量的同时减少错误，实现了“低于阈值”的目标。

内文在博客中提到，“Willow”芯片在5分钟内完成了RCS测试，这是目前量子计算机上最难的经典基准测试。相比之下，世界上最快的超级计算机需要10^25年才能完成同样的任务，这远超过宇宙的年龄（约138亿年）。

随机电路采样（RCS）测试用于评估量子计算机性能，其核心思想是利用量子计算机执行随机选择的量子门操作，生成随机量子态后进行采样和测量。“Willow”的这些最新成果被认为是“迄今为止最好的”。

2019年，Google的量子处理器“Sycamore”仅用三分钟就完成了当时最快超级计算机需一万年才能完成的计算任务，尽管IBM对这一结果提出质疑，“量子霸权”一词也引发争议，但Google表示已实现“超越经典计算”。

IBM和霍尼韦尔则使用“量子体积”这一术语描述量子计算机性能，缺乏统一标准，导致竞品间难以对比。