谷歌宣布量子计算机新突破：经典超算需 47 年的任务可在几秒内完成

谷歌宣布量子计算机新突破：经典超算需 47 年的任务可在几秒内完成 谷歌科学家近日在 ArXiv 平台上发布预印本论文，表示在量子计算机方面取得重大突破，可以在几秒内完成了一台经典超级计算机需要 47 年才能完成的计算任务。 谷歌于 2019 年推出了 53 量子位的 Sycamore 处理器，而本次实验进一步升级了 Sycamore 处理器，已提升达到 70 个量子位。 谷歌表示升级 Sycamore 处理器之后，虽然受到相干时间等其它因素的影响，其性能是此前版本的 2.41 亿倍。 在实验中，科学家们执行了随机电路采样任务。在量子计算中，这涉及通过运行随机电路和分析结果输出来测试量子计算机的性能，以评估其在解决复杂问题方面的能力和效率。 谷歌表示业内最先进的超级计算机 Frontier 需要 47.2 年才能计算完成的任务，53 个量子位的 Sycamore 处理器只需要 6.18 秒就能完成，而新版 70 个量子位的 Sycamore 处理器速度更快。 via 匿名 标签: #Google #超算 频道: @GodlyNews1 投稿: @GodlyNewsBot

谷歌的新量子计算机能在几秒内执行其竞争对手 47 年才能完成的任务

谷歌的新量子计算机能在几秒内执行其竞争对手 47 年才能完成的任务 谷歌近日宣布在量子计算机研发方面取得重大突破，声称已实现“量子霸权”。他们声称，他们的量子计算机可以在几秒钟内执行超级复杂的计算，而竞争对手最快的超级计算机需要大约 47 年才能完成。 这不是谷歌第一次提出这样的说法。2019年，他们宣称量子霸权，但怀疑论者质疑他们主张的有效性。他们的竞争对手 IBM 认为，谷歌 Sycamore 量子计算机完成的任务并不是特别具有挑战性，并且在技术上可以由经典机器执行，尽管速度要慢得多。 这一成就背后的谷歌研究人员在他们发表在 arXiv 预印本服务器上（尚未经过同行评审）的论文中解释说，量子计算机有潜力执行超出经典计算机能力的任务。他们进一步强调，在根据改进的经典方法评估计算成本时，他们的实验超越了现有的经典超级计算机。 谷歌宣布推出的 Sycamore 量子处理器的升级版本，其现在运行在 70 个量子位上，而之前的量子位为 53 个。量子处理器拥有 70 个量子位，可以存储和处理 70 个量子信息单位，这对于任何经典计算机来说都是不可能完成的任务，无论其速度如何。为了说明功率的增加，该团队表示，经典超级计算机 Frontier 需要 6.18 秒才能匹配 Google 53 量子位计算机的计算，但需要 47.2 年才能匹配最新计算机的计算。

科学家制成“世界上最纯净的硅” 量子计算机真的要来了吗？

科学家制成“世界上最纯净的硅” 量子计算机真的要来了吗？ （来源:《自然?通讯材料》官网截图）尽管量子计算领域的研究成果往往晦涩难懂，但量子计算机和量子这个概念却在生活中频繁出现（比如名梗：遇事不决量子力学）。那么，量子计算究竟是什么？量子计算机真的可能实现吗？有没有可能用生活中的概念去尝试理解它们？为了让大家对量子计算有一个初步的了解，我们这里尽可能地以通俗化、具象化的语言来跟大家聊聊量子计算的那些三五事儿。量子计算（机）究竟是解决什么问题的？与经典计算不同，量子计算遵循量子力学规律，它是能突破经典算力瓶颈的新型计算模式。量子计算机以量子比特为基本运算单元，所谓的量子比特，是与经典比特作为区分。量子计算的发展历程（来源：国际商业机器公司 IBM）以上句子看起来很难理解，我们这里逐句拆解进行讲述。量子计算，看到对于这种冠有“量子”title 的名词，我们很难不将其与量子力学联系起来。自然而然，这种基于量子力学原理的计算方式与传统的经典计算有着本质的不同。具体来说，在经典计算中，信息是通过二进制数字（bits）来表示的，这种二进制数字或为 0 或为 1，类似一个只有开和关两个状态的“开关”。然而，量子计算打破了这一传统，信息是通过另一种方式即量子比特（qubits）来表示的，这种量子比特可以同时处于 0 和 1 的状态，也就是一种叠加态（这里可以参考薛定谔老先生那只既死又活的神奇猫咪）。除此之外，量子比特之间还可以存在某种特殊的关联，称为量子纠缠，这更类似一个可以处于多个状态的“开关旋钮”。经典信息（左）与量子信息（右）（来源：本源量子）凭借其独特的特性，量子计算机便能够利用量子比特进行计算，并且计算能力可以实现指数级爆炸式增长（这是因为 r 个量子比特可以承载 2r 个状态的叠加态，从而在每次计算中实现 2r 倍的计算量。相比之下，经典计算机需要 2r 个经典比特才能实现同样的算力）。因此量子比特在计算某些特定数学问题方面更胜一筹，这就意味着量子计算机可以纵横并重塑各个领域，突破目前阻碍任何涉及量子力学的极限。量子计算机是否可以实现？要想实现量子计算，目前主流的技术路线包括超导、离子阱、半导体、光学、量子拓扑等（其中，超导和离子阱的发展最为迅速）。目前来看，每种技术路线都有其优缺点，尚未有哪种路线能够完全满足实用化的要求。实现量子计算的主要技术路线（来源：《2023 全球量子计算产业发展展望》）量子计算机利用量子比代替传统计算机中的二进制比特，通过量子叠加和量子纠缠实现计算能力的飞跃。量子计算机的概念最早可以追溯到 20 世纪 80 年代，美国物理学家理查德·费曼（Richard Feynman）提出了利用量子系统模拟其他量子系统的想法。1994 年，美国计算机科学家彼得·秀尔（Peter Shor）提出了一个量子算法，能够高效地分解大数，这一算法展示了量子计算机在解决特定问题上具有潜在优势。量子计算机的发展历程 （来源：日经中文网）进入 21 世纪以来，量子计算机的研制已成为全球科技前沿的重大挑战之一。国际商业机器公司（IBM）、谷歌（Google）、英特尔（Intel）等国际知名科技公司以及多所大学都在量子计算领域投入了大量资源。2019 年，美国谷歌公司研制出 53 个量子比特的计算机“悬铃木”，在全球首次实现量子优越性，他们宣称实现了“量子霸权”（量子处理器在特定任务上的表现超过了当时最先进的经典超级计算机）。值得注意的是，中国在量子计算领域也取得了重大进展。2020 年，中国科学技术大学潘建伟院士团队构建了 76 个光子的量子计算原型机“九章”，使中国成为全球第二个实现量子优越性的国家。2021 年，潘建伟院士团队及合作者成功研制了 113 个光子的“九章二号”和 66 比特的“祖冲之二号”量子计算原型机，使中国成为在光学和超导两条技术路线上都实现量子优越性的国家。2023 年，潘建伟院士团队及合作者又成功构建了 255 个光子的量子计算机原型机“九章三号”，在求解特定数学问题时，比目前全球最快的超级计算机快一亿亿倍，比“九章二号”速度提升了一百万倍。可以说，中国在量子计算领域已处于国际领先地位。“超纯硅”具体是怎么回事？硅是一种常见的半导体材料，广泛应用于现代电子技术中。硅基量子计算是量子计算领域的一个重要分支，它利用硅材料的特性来实现量子比特的存储和操作。具体来说，在硅基量子计算中，硅中的电子可以被限制在微小的区域内，形成所谓的量子点。这些量子点可以作为量子比特，用于存储和处理量子信息。硅基量子计算具有许多潜在的优势，包括与现有半导体工艺的兼容性（指的是其绝大多数工艺与传统的半导体工艺兼容，易于和半导体行业对接）、较长的相干时间（指的是量子比特保持其量子特性的时间）以及可扩展性（增加量子比特数目，以实现大规模量子计算），这使得它们更适合于量子计算。硅量子计算登上《自然》封面 。图片来源：《自然》杂志在经典计算抑或是量子计算，都需要具有规则晶体结构的高纯度硅，这是因为非晶硅充满悬空键、氧分子和其他杂质，导致其电性能不佳。然而，从自然界中直接提取的硅存在一个不可忽视的问题，即它包含三种稳定的同位素：硅-28（28Si）、硅-29（29Si）和硅-30（30Si）。其中，硅-29 约占硅的 4.68% ，其原子核携带非零核自旋，会通过偶极相互作用对用于编码量子比特的电子自旋造成干扰。而硅-30 仅占硅的 3.09% ，含量少且电子自旋与核自旋之间的相互作用较大。这使得只有硅-28 被认为是较为理想且纯净的量子计算材料。因此，尽可能减少硅-29 和硅-30 的影响是提升量子计算性能的关键。为了解决这一问题，研究团队利用聚焦离子束技术，从一种名叫 P-NAME 聚焦离子束系统中将一束聚焦且高速的纯硅-28 离子射向硅片，通过植入硅-28 来消耗自然硅中的硅-29 ，从而将硅-29 的比例从 4.68% 最高降至0.00023%（2.3ppm），将-30 的比例从3.09%最高降至0.00006%（0.6ppm）。随后，他们通过两步退火工艺，将植入后的非晶态重新结晶，恢复了硅片的晶体结构。该技术不仅能实现这种极端的硅-28 富集，还避免引入可能干扰量子比特的其他杂质。聚焦离子束同位素富集 Si-28 原理图（来源：《自然·通讯材料》杂志）为了验证植入效果，研究者们采用了纳米级二次离子质谱（NanoSIMS）分析（这是一种能够精确测量样品中不同同位素比例的技术）。通过分析发现，研究者们确认了植入区域中硅-29 的残留浓度显著降低，并且没有引入额外的杂质，如碳（C）和氧（O）等。此外，透射电子显微镜（TEM）分析进一步证实了植入体积的非晶态特性以及退火后的单晶相外延再结晶。这些结果表明，通过聚焦离子束技术可以在硅晶片中实现高纯度的硅-28 富集区域，为量子比特的稳定性提供了保障。这种技术制造的“超纯硅”有望在新材料设计、人工智能、能源存储以及物流制造等领域为整个社会带来革命性变革。该项目的联合导师、墨尔本大学的戴维-贾米森（David Jamieson）教授表示，他们下一步将证明该种材料能够同时维持许多量子比特的量子相干性。“悟源”系列超导量子计算机（来源：本源量子）这项杰出的工作不仅向人们展示了科学界在量子材料制备领域的进步，也为量子计算的实用化和规模化铺平了道路。随着量子技术的不断... PC版： 手机版：

中国研究人员声称找到利用量子计算机破解RSA加密的方法，但是数学与量子领域科学家对此表示怀疑

中国研究人员声称找到利用量子计算机破解RSA加密的方法，但是数学与量子领域科学家对此表示怀疑 最近几天，一群中国研究人员声称已经想出了一种方法来破解支撑当今大部分在线通信的 RSA 加密，这些问题得到了极大的缓解。 人们普遍认为，量子计算机能够破解在线加密的可能性是未来十年或更长时间可能存在的危险。但来自中国多所顶尖大学和政府支持实验室的 24 名研究人员表示，他们的研究表明，使用已经可用的量子技术是可能的。 到上周晚些时候，高等数学和量子力学交叉领域的一些研究人员对这一说法泼了冷水。 Riverlane 的 Brierley 说它“不可能工作”，因为中国研究人员假设量子计算机能够简单地同时运行大量计算，而不是试图通过应用系统的量子特性来获得优势。 最早提出量子计算机破解加密方法的美国数学家彼得·肖尔预测，无法一次运行所有计算意味着量子计算机将需要“数百万年”才能运行论文中提出的计算. 对于一些量子公司来说，中国关于在线加密的惊人声明表明该技术的重要时刻正在临近。但对于怀疑者来说，这项研究明显的不切实际将证明量子计算仍然是一项令人印象深刻的科学实验，而不是一项实用技术。 （节选）

计算机科学家认为不应神化 AI

计算机科学家认为不应神化 AI 计算机科学家 Jaron Lanier 在《纽约客》发表文章《There Is No AI》，提出应停止对人工智能的神化，而将其作为一种创新的社会协作形式来看待。他反对最近呼吁停止训练更高级人工智能的联署信，并再次提出“数据尊严”概念：结束人工智能黑箱，记录比特的来源，“人们可以为他们创造的东西获得报酬，即使这些东西是通过大模型过滤和重新组合的”，“当一个大模型提供有价值的输出时，数据尊严的方法将追踪最独特和有影响力的贡献者。” 频道 @WidgetChannel 投稿 @WidgetPlusBot

【3位加密科学家获的理论计算机最高荣誉“2022年哥德尔奖”】

【3位加密科学家获的理论计算机最高荣誉“2022年哥德尔奖”】 ACM算法与计算理论兴趣组(SIGACT)宣布，2022年哥德尔奖授予Craig Gentry，Zvika Brakerski以及Vinod Vaikuntanathan，表彰其对密码学做出的革命性贡献。 据悉，Craig Gentry是一位美国计算机科学家，目前在由 Silvio Micali 创立的区块链创业公司Algorand Foundation担任研究员。 Zvika Brakerski是魏茨曼科学研究所（Weizmann Institute of Science）计算机科学与应用数学系副教授。他的研究兴趣在于计算机科学基础，目前主要研究密码学和量子计算。 Vinod Vaikuntanathan致力于研究基于格的密码学（格子密码），使用整数格构建高级密码原语。同时，还包括研究如何让密码抵抗泄露，开发抵抗对抗性信息泄漏的算法等等。