你们还在打生打死,而人类文明的谷歌“奇点”已至(图)
大鱼新闻 科技 6 days, 12 hours
人类社会的复杂性在于，就在一些地方打生打死的时候，在另一些地方却爆发出闪耀的光芒，正如茨威格所说，那是人类群星闪耀的时刻。
这样的时刻又一次出现了。12 月 10 日，谷歌在官网上发布了其量子计算的最新进展，推出了名为 Willow 的量子芯片。这枚芯片是人类在量子计算方面达到的最新成果，各种技术指标反正我也看不懂，总结下来就是两句话：第一，算力惊人；第二，达到了实用化程度。
图/网络
怎么个算力惊人？量子计算机基本原理是利用量子比特间的 “纠缠” 效应，在同一时刻进行数十亿次的并行运算，从而在处理复杂计算任务时比传统计算机更具优势。
因此，Willow 芯片的计算速度是目前最快超级计算机的 1 万亿亿倍，可以用不到 5 分钟的时间，就能够完成一个基准测试任务，而即使是如今最快的超级计算机，完成同样的计算任务也需要花费 10²⁵年。打了个比方说，如果用现在最先进的传统计算机来计算的话，会比迄今为止宇宙诞生的时间还要长！
更重要的是，与之前其他国家进行的量子计算研究不同，这枚芯片已经满足了实用化的要求，成为具有划时代意义的产品，主要原因在于两个方面。
第一，在量子纠错方面取得突破，意味着更为稳定的性能。谷歌的研究解决了量子计算领域近 30 年来一直在研究的量子纠错的关键挑战。通常情况下，量子比特易与环境快速交换信息，导致计算所需信息难以保护，使用的量子位越多，错误越多，但 Willow 芯片却恰恰相反，使用的量子位越多，减少的错误就越多，系统的量子性能就越好，这一成果被称为 “低于阈值”，为实用的大规模量子计算机铺平了道路。
第二，其设计架构和原理，实现了小型化和模块化。在不到4平方厘米的芯片上，容纳了105个量子位的强大算力，还运用了模块化设计理念，通过将多个量子比特模块进行组合和连接，实现了大规模量子计算系统的构建，提高了量子计算的扩展性、稳定性和可靠性，有助于未来连接更多硬件和运用场景。
图/微信AI配图
当今世界，已经进入到人工智能时代。人工智能的发展，比拼的是高质量的信息量、算法以及算力。文明水平的层次高低，已经不再是传统机械化时代的物理和化学指标，而是所拥有的算法和算力的高低。
Willow 芯片的诞生代表着谷歌在量子计算领域的重大突破，展示了美国在前沿科技领域的强大创新能力和深厚技术积累。拥有这样先进的量子芯片技术，能够在全球科技竞争中占据制高点，彰显国家的科技实力和国际地位，使美国在量子计算这一关键技术领域保持领先优势。
实际上，世界上其他国家也在大力发展量子计算。
韩国科学技术院的研究团队成功研发出全球首个量子计算机芯片，三星和 LG 等企业已开始布局量子科技，未来有望在智能手机、人工智能和机器学习等领域通过量子计算实现飞跃发展。
德国汉堡率先启动了 “量子创新之都” 项目，推动量子技术研发和商业落地；
英国与澳大利亚合作开发量子教育课程，打通从基础知识到实际应用的学习路径，培养量子计算人才；
加拿大组建了量子工业部，以推动量子技术研发和商业落地；
澳大利亚研究人员成功研制出全球首款可重新编程的基于光的量子处理器，通过最小化光损失提升量子计算效率与可扩展性，有望在安全数据传输与传感应用领域实现突破；
印度理工学院孟买分校与塔塔咨询合作，建造印度首个量子钻石微芯片成像仪，将量子钻石显微镜与人工智能机器学习驱动的软件成像相结合，用于半导体芯片的非侵入性和非破坏性测绘，提高电子设备的能源效率。
中国是唯一能够跟美国pk的国家。中国科学技术大学研发的 “九章三号” 量子计算原型机，在求解高斯玻色取样问题上展现超越传统超级计算机一亿亿倍的算力，并优化光量子路径提高运行效率。
▲“九章三号”实验装置示意图（图/中国科学技术大学）
本源量子等企业推出504量子比特的超导量子计算芯片“骁鸿”，并基于该芯片设计出新一代超导量子计算机“天衍504”。在量子芯片生产线上中国也取得显著进展，完成超 1500 批次的流片作业，为量子芯片的产业化进行探路。
不过，两者的差距依然巨大。谷歌的最新芯片已经接近于实用化应用，而无论是“九章三号”还是“骁鸿”，都还处于原型机和实验阶段。
美国的可怕之处在于，除了谷歌之外，还有其他机构同时在进行相关研究，体现了市场机制的强大而灵活的创新能力。IBM在量子纠错和算力方面取得重要突破，发布的 433 量子比特芯片 “鱼鹰” 刷新了行业纪录，通过模块化设计实现量子芯片规模的灵活调整，推进量子计算的商业化应用。
英特尔则与荷兰量子计算公司 QuTech 合作，推出基于硅芯片的可编程双量子计算，采用自旋量子单元，不需要极低温等苛刻环境条件即可运作。目前英特尔正努力在单一芯片上集成更多量子比特，长远目标是实现单芯片拥有百万个量子比特及常温量子的通用计算，一旦实现也很恐怖。
显然，围绕着下一代人工智能，人类金字塔顶端的国家正在展开一场竞争，没有硝烟，也没有炮声隆隆，然而却更为激烈。在算法和算力面前，赢家通吃，一步落后就将步步落后。而算法和算力的革命性进展，在谷歌willow出现之后，就像迎来了一次文明突变的“奇点”时刻，正如当年蒸汽机对马车、电气化对机械化、原子能对化学能、信息技术对传统媒体一样，具有划时代的意义。
这样的时刻又一次出现了。12 月 10 日，谷歌在官网上发布了其量子计算的最新进展，推出了名为 Willow 的量子芯片。这枚芯片是人类在量子计算方面达到的最新成果，各种技术指标反正我也看不懂，总结下来就是两句话：第一，算力惊人；第二，达到了实用化程度。
图/网络
怎么个算力惊人？量子计算机基本原理是利用量子比特间的 “纠缠” 效应，在同一时刻进行数十亿次的并行运算，从而在处理复杂计算任务时比传统计算机更具优势。
因此，Willow 芯片的计算速度是目前最快超级计算机的 1 万亿亿倍，可以用不到 5 分钟的时间，就能够完成一个基准测试任务，而即使是如今最快的超级计算机，完成同样的计算任务也需要花费 10²⁵年。打了个比方说，如果用现在最先进的传统计算机来计算的话，会比迄今为止宇宙诞生的时间还要长！
更重要的是，与之前其他国家进行的量子计算研究不同，这枚芯片已经满足了实用化的要求，成为具有划时代意义的产品，主要原因在于两个方面。
第一，在量子纠错方面取得突破，意味着更为稳定的性能。谷歌的研究解决了量子计算领域近 30 年来一直在研究的量子纠错的关键挑战。通常情况下，量子比特易与环境快速交换信息，导致计算所需信息难以保护，使用的量子位越多，错误越多，但 Willow 芯片却恰恰相反，使用的量子位越多，减少的错误就越多，系统的量子性能就越好，这一成果被称为 “低于阈值”，为实用的大规模量子计算机铺平了道路。
第二，其设计架构和原理，实现了小型化和模块化。在不到4平方厘米的芯片上，容纳了105个量子位的强大算力，还运用了模块化设计理念，通过将多个量子比特模块进行组合和连接，实现了大规模量子计算系统的构建，提高了量子计算的扩展性、稳定性和可靠性，有助于未来连接更多硬件和运用场景。
图/微信AI配图
当今世界，已经进入到人工智能时代。人工智能的发展，比拼的是高质量的信息量、算法以及算力。文明水平的层次高低，已经不再是传统机械化时代的物理和化学指标，而是所拥有的算法和算力的高低。
Willow 芯片的诞生代表着谷歌在量子计算领域的重大突破，展示了美国在前沿科技领域的强大创新能力和深厚技术积累。拥有这样先进的量子芯片技术，能够在全球科技竞争中占据制高点，彰显国家的科技实力和国际地位，使美国在量子计算这一关键技术领域保持领先优势。
实际上，世界上其他国家也在大力发展量子计算。
韩国科学技术院的研究团队成功研发出全球首个量子计算机芯片，三星和 LG 等企业已开始布局量子科技，未来有望在智能手机、人工智能和机器学习等领域通过量子计算实现飞跃发展。
德国汉堡率先启动了 “量子创新之都” 项目，推动量子技术研发和商业落地；
英国与澳大利亚合作开发量子教育课程，打通从基础知识到实际应用的学习路径，培养量子计算人才；
加拿大组建了量子工业部，以推动量子技术研发和商业落地；
澳大利亚研究人员成功研制出全球首款可重新编程的基于光的量子处理器，通过最小化光损失提升量子计算效率与可扩展性，有望在安全数据传输与传感应用领域实现突破；
印度理工学院孟买分校与塔塔咨询合作，建造印度首个量子钻石微芯片成像仪，将量子钻石显微镜与人工智能机器学习驱动的软件成像相结合，用于半导体芯片的非侵入性和非破坏性测绘，提高电子设备的能源效率。
中国是唯一能够跟美国pk的国家。中国科学技术大学研发的 “九章三号” 量子计算原型机，在求解高斯玻色取样问题上展现超越传统超级计算机一亿亿倍的算力，并优化光量子路径提高运行效率。
▲“九章三号”实验装置示意图（图/中国科学技术大学）
本源量子等企业推出504量子比特的超导量子计算芯片“骁鸿”，并基于该芯片设计出新一代超导量子计算机“天衍504”。在量子芯片生产线上中国也取得显著进展，完成超 1500 批次的流片作业，为量子芯片的产业化进行探路。
不过，两者的差距依然巨大。谷歌的最新芯片已经接近于实用化应用，而无论是“九章三号”还是“骁鸿”，都还处于原型机和实验阶段。
美国的可怕之处在于，除了谷歌之外，还有其他机构同时在进行相关研究，体现了市场机制的强大而灵活的创新能力。IBM在量子纠错和算力方面取得重要突破，发布的 433 量子比特芯片 “鱼鹰” 刷新了行业纪录，通过模块化设计实现量子芯片规模的灵活调整，推进量子计算的商业化应用。
英特尔则与荷兰量子计算公司 QuTech 合作，推出基于硅芯片的可编程双量子计算，采用自旋量子单元，不需要极低温等苛刻环境条件即可运作。目前英特尔正努力在单一芯片上集成更多量子比特，长远目标是实现单芯片拥有百万个量子比特及常温量子的通用计算，一旦实现也很恐怖。
显然，围绕着下一代人工智能，人类金字塔顶端的国家正在展开一场竞争，没有硝烟，也没有炮声隆隆，然而却更为激烈。在算法和算力面前，赢家通吃，一步落后就将步步落后。而算法和算力的革命性进展，在谷歌willow出现之后，就像迎来了一次文明突变的“奇点”时刻，正如当年蒸汽机对马车、电气化对机械化、原子能对化学能、信息技术对传统媒体一样，具有划时代的意义。
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