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谷歌今天宣布推出一款72個量子比特的通用量子計算機Bristlecone，實現(xiàn)了1%的低錯誤率，與9個量子比特的量子計算機持平。谷歌認為使用Bristlecone可以實現(xiàn)量子霸權。而上周IBM才曝光了其50個量子比特量子原型機內部構造。量子計算走向大規(guī)模量產只是時間問題，而我們可靠性工程師就需要提前做好準備了。

今天，谷歌量子AI實驗室研究科學家Julian Kelly在Google Research官博發(fā)文，介紹了經過同行評議的，谷歌的最新72位量子比特通用計算機。谷歌72個量子比特的通用量子計算機Bristlecone，實現(xiàn)了1%的低錯誤率，與9個量子比特的量子計算機持平。谷歌認為使用Bristlecone可以實現(xiàn)量子霸權。而上周IBM才曝光了其50個量子比特量子原型機內部構造。

先來看看IBM研制出50量子比特原型機

相比傳統(tǒng)計算機，量子計算機的最大區(qū)別在于：傳統(tǒng)計算機只能按照時間順序一個個地解決問題，而量子計算機卻可以同時解決多個問題。傳統(tǒng)計算機使用的運算規(guī)則是二進制，用0和1記錄信息狀態(tài)。但量子計算機由量子狀態(tài)來描述信息，根據(jù)量子的特性它可以同時表示多種狀態(tài)，并同時進行疊加運算，因而擁有更快速的運算方式。

量子計算之所以能達到如此神速，就是因為量子比特的疊加狀態(tài)和量子糾纏，但與此同時，量子疊加和糾纏狀態(tài)是極度脆弱的，不能受到一丁點干擾，量子計算機必須在極度低溫條件下工作，低到什么程度呢？零下273攝氏度差不多吧，這就好比拿一根很細很細的針頂起一個雞蛋，稍有干擾，結果就會變得一片狼藉。

現(xiàn)有量子計算機要求的溫度是20mK，幾乎就是絕對零度了。HALT箱用的液態(tài)氮溫度(77K或-320℉)，而液態(tài)氦的溫度(4K或-452℉)，如果采用各種氦氣同位素可以以做到極低溫度(20mK或-459℉)。極度冷卻的目標在于達到零錯誤率，如果溫度無法達到這個溫度或者溫度波動較大都會導致錯誤率急劇上升。

下面就輪到可靠性工程師上了：

1、絕對零度條件下材料可以長期正常工作嗎？

2、如果量子計算機的生命周期是5年，那么可靠性試驗怎么做，可以加速嗎？

3、構成這樣一個極度低溫的系統(tǒng)，如果保證其不會出現(xiàn)冷凝？

4、這樣一個冷卻系統(tǒng)的的核心部件是什么？如果保證其可靠性？

5、由于需要采用液氦，這時候就會存在壓力容器的安全性和可靠性問題，現(xiàn)在基本是制造工廠使用，但是如果以后擴展到普通消費者使用，其挑戰(zhàn)又會有所不同。

注：液氦屬于戰(zhàn)略資產，地球上的儲量不高，未來還是需要尋找到替代方案，否則冷卻源都無法滿足要求。

微軟曾預測實用量子計算機將在2025年被造出來，谷歌也在2017年放話說將在五年內（也就是2022年左右）做出商業(yè)化的實用型量子計算機。

2022年離我們只有4年了，大家準備好了嗎？