中科院打脸谷歌：普通计算机赶超量子优越性，几小时就能完成1万年计算谷歌量子计算曾声称能够在200秒内完成普通超级计算机需要1万年才能完成的任务。没想到，这种“量子优势”如今却被中科院理论物理研究所的研究人员打破：他们用普通的CPU，在几个小时内就完成了原以为需要一万年的计算，并认为目前的量子计算机是完全可以被超越的。ACM计算奖获得者ScottAaronson同意这个结论：我认为他们是对的，只要有一台足够强大的超级计算机，他们就可以在几秒钟内模拟这个任务。最近，Science发表了一篇关于此事的文章，让我们来看看到底发生了什么。打不过？优化带你看中国科学院理论物理研究所张盼团队发表了一篇名为《Sycamore 量子优势电路采样问题的求解》的论文，展示了打败谷歌量子计算机Sycamore的全过程。针对谷歌的“量子优势”任务，本文提出了一种新的模拟方法，即经典算法张量网络法。要说它有多好，它可以使用许多GPU进行并行计算。该团队使用512个GPU的计算集群，从9万亿个数字串中计算出100万个输出模式（即53个量子比特，20个周期的量子电路采样），耗时15个小时。这个算法如果用在超级计算机上，同样的任务可以在几十秒内完成。如果这个任务由梧桐完成，大约需要200秒；一台超级计算机需要10,000年才能完成（谷歌这样说）。△谷歌的量子计算芯片，邮票大小，团队也秉持一个观点，就是和梧桐一样，没必要太过追求精度。该团队使用张量来表示量子位属性之间的关系，将Sycamore量子位的相互作用描述为3D张量网络。因此，他们在3D张量网络上“钻孔”，切断一些连接来简化关系，降低计算复杂度，以精度换取速度。这种缩小张量网络的方法使得模拟量子芯片成为可能。数据证明，在完成任务的过程中，只丢失了8行代码，计算速度提升了256倍。保真度保持在0.37%，高于Sycamore的0.2%。各种数据摆在眼前，“量子优势”顿时不那么香了。“量子优势”挑战就是为了面对这个结果而设立的。谷歌量子人工智能首席研究员SergioBoixo回应称，这只是赛道上的短暂超车，优势不会持续太久。自从进入量子计算时代以来，谷歌从未否认经典算法会不断改进和完善。不过，谷歌也表示：我们认为这种经典算法在2022年之后无法跟上量子电路的步伐。毕竟在Sycamore诞生之时，超级计算机只是被它所能执行的任务吓倒了。量子计算机的创建是为了执行会“压倒”普通计算机的任务。对于量子计算机，所有任务的潜在解决方案都可以看作是同时在量子位之间悬垂的量子波。这些量子波相互干扰，错误的答案相互抵消，正确的输出“蹦出来”。换句话说，这种干扰允许量子计算机拆分它需要计算的大量数据。就Sycamore而言，它将量子位设置为0、1或0和1的任意组合，这使其能够同时处理大量输入。Sycamore是一台53量子比特的量子计算机，其量子电路是由超导金属制成的微小谐振电路，可以对0到253（约9万亿）之间的任何数字进行编码，甚至可以同时对所有数字进行编码。数字。谷歌表示Sycamore可以击败IBM开发的超级计算机Summit。Summit有9216个CPU和27648个GPU。IBM随即反驳，称谷歌所谓的超级计算机“一万年”做同样的任务，只是在特定的算法上。算法经过优化后，Summit完成同样的任务只需要2.5天左右。关于“量子优越性”，业界和学术界的争论从未停止过。张盼团队的这篇论文证明了“量子优势”现阶段仍然可以被普通计算机击败。OneMoreThing张攀团队的研究成果凸显了量子计算机与传统计算机相比的不足，这对更先进的“量子优越性”实验提出了更高的要求。张攀提出，应该找到一些可以实现的实际应用来展示量子电路的优势。当然，普通计算机“量子优势”的败北并不意味着量子电路的没落。即使与超级计算机相比，Sycamore也需要更少的步骤和更少的能量来运行。连张盼自己都说，如果梧桐的逼真度再高一点，那小队的仿真度就没法比了~
