谷歌首席執(zhí)行官桑達(dá)爾?皮查伊(Sundar Pichai)在其 I/O 開發(fā)者大會(huì)上宣布，谷歌正在美國(guó)加州圣巴巴拉建造新的量子 AI 園區(qū)，其中包括其首個(gè)量子數(shù)據(jù)中心。此外，該公司還計(jì)劃在 2029 年之前制造出首臺(tái)商用量子計(jì)算機(jī)。
谷歌量子 AI 首席工程師埃里克?盧塞羅(Erik Lucero)發(fā)布博客文章，進(jìn)一步概述了該公司的目標(biāo)。
以下為博客全文：
在未來(lái)十年內(nèi)，谷歌的目標(biāo)是制造出首臺(tái)有用的、可糾錯(cuò)的量子計(jì)算機(jī)。這將加快解決世界上許多最緊迫問題的步伐，比如開發(fā)可持續(xù)能源和減少排放以養(yǎng)活世界上不斷增長(zhǎng)的人口，并釋放新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，比如能提供更多幫助的 AI。
為了開始我們的旅程，今天我們?cè)诩又菔グ桶屠议_了我們新的量子 AI 園區(qū)面紗。這個(gè)園區(qū)包括我們的首個(gè)量子數(shù)據(jù)中心、量子硬件研究實(shí)驗(yàn)室以及我們自己的量子處理器芯片制造設(shè)施。在這里，我們的團(tuán)隊(duì)正在努力制造世界上第一臺(tái)糾錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)。
谷歌在 20 年前開始使用機(jī)器學(xué)習(xí) (用于搜索中的拼寫檢查)，并在 10 年前領(lǐng)導(dǎo)了深度學(xué)習(xí)革命 (先進(jìn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)代 AI 研發(fā)的領(lǐng)先方法)。AI 和其他技術(shù)的這些進(jìn)步使我們今天看到的許多令人難以置信的應(yīng)用成為可能。展望未來(lái) 10 年，從氣候變化到應(yīng)對(duì)下一次疫情，許多最大的全球挑戰(zhàn)都需要一種新的計(jì)算技術(shù)幫助應(yīng)對(duì)。
為了制造更好的電池 (減輕電網(wǎng)的負(fù)荷)，或者制造肥料來(lái)養(yǎng)活世界而不會(huì)產(chǎn)生 2% 的全球碳排放，亦或者創(chuàng)造更有針對(duì)性的疫情藥物，我們需要更好地理解和設(shè)計(jì)分子。這意味著要準(zhǔn)確地模擬自然，但使用傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)不能很好地模擬分子。即使是中等大小的分子，計(jì)算資源也會(huì)很快耗盡。
但這就是量子計(jì)算機(jī)的用武之地。量子計(jì)算機(jī)使用量子比特，它們可以在復(fù)雜的狀態(tài)疊加中糾纏，自然地反映了現(xiàn)實(shí)世界中分子的復(fù)雜性。有了糾錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)，我們將能夠模擬分子的行為和相互作用，這樣我們就可以在投資昂貴的現(xiàn)實(shí)原型之前測(cè)試和發(fā)明新的化學(xué)工藝和新材料。這些新的計(jì)算能力將有助于加快發(fā)現(xiàn)更好的電池、節(jié)能化肥和靶向藥物，以及改進(jìn)和優(yōu)化新的 AI 架構(gòu)等。
我們?cè)谑陜?nèi)制造出糾錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)的旅程包括幾個(gè)科學(xué)里程碑，首先就是構(gòu)建糾錯(cuò)邏輯量子比特。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們正踏上構(gòu)建 100 萬(wàn)個(gè)物理量子比特的旅程，這些量子比特在一臺(tái)房間大小的糾錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)中協(xié)同工作。與今天不到 100 個(gè)量子比特的中等規(guī)模量子系統(tǒng)相比，這將是個(gè)巨大的飛躍。
要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，我們必須構(gòu)建世界上首個(gè)“量子晶體管”，即兩個(gè)一起執(zhí)行量子運(yùn)算的糾錯(cuò)“邏輯量子比特”，然后想辦法把數(shù)百到數(shù)千個(gè)量子比特拼接起來(lái)，形成糾錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)。這將需要數(shù)年時(shí)間。
在這個(gè)過程中，我們需要證明我們可以用 1000 個(gè)物理量子比特編碼一個(gè)邏輯量子比特。使用量子糾錯(cuò)，這些物理量子比特協(xié)同工作，形成一個(gè)長(zhǎng)壽的、近乎完美的量子比特，直到斷電，這開啟了量子計(jì)算的數(shù)字時(shí)代。同樣，我們期待多年的協(xié)調(diào)發(fā)展能夠?qū)崿F(xiàn)這一目標(biāo)。
要做到這一點(diǎn)，我們需要證明，參與糾錯(cuò)的物理量子比特越多，你首先可以減少的錯(cuò)誤就越多。考慮到物理量子比特非常容易出錯(cuò)，這是至關(guān)重要的一步。我們現(xiàn)在正在我們的量子 AI 園區(qū)里做這項(xiàng)研究。
我們已經(jīng)在運(yùn)行量子計(jì)算機(jī)，可以執(zhí)行傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)無(wú)法完成的計(jì)算。為了繼續(xù)這段通往構(gòu)建有用的糾錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)的旅程，并為人類提供一種適應(yīng)自然工作方式的新工具，我們正在組建一個(gè)令人驚嘆的團(tuán)隊(duì)，就在這里，就是現(xiàn)在，在谷歌的量子 AI 園區(qū)中，共同發(fā)明計(jì)算的未來(lái)。
