200秒内搞定普通超算10000年 谷歌“量子优越性”被打破

谷歌量子计算，曾声称能在200秒内搞定普通超算10000年完成的任务。

没想到，这个“量子优越性”现在被中科院理论物理所的研究人员打破了：

他们用普通处理器，在几小时内完成了原本被认为要花1万年的计算，并认为目前的量子计算机完全是可以被超越的。

ACM计算奖得主Scott Aaronson也认同这个结论：

我认为他们是对的，如果有一台足够强大的超级计算机，他们可以在几秒钟内模拟这个任务。

最近Science上刊登了关于这事儿的文章，一起来看看究竟发生了什么。

无法超越?优化给你看

中国科学院理论物理研究所的张潘团队，发表了一篇名为《Sycamore 量子优势电路采样问题的求解》的论文，展示了击败谷歌量子计算机Sycamore的全过程。

针对谷歌“量子优越性”的任务，文中提出一种新的模拟方法，即经典算法张量网络方法。

要说它怎么个好法，就是可以使用许多的GPU并行计算。

利用512个GPU的计算集群，团队计算了9万亿个数字字符串中的100万个输出模式(即53量子比特、20循环的量子线路采样)，这一计算过程耗费15个小时。

如果把这算法用在超级计算机上，几十秒就可以完成相同任务。

这个任务如果给Sycamore做，用时约在200秒内;超级计算机则需要10000年才能完成(谷歌是这么说的)

团队还秉承着一个观点，那就是和Sycamore一样，不需要过分追求精确。

团队用张量来表示量子比特属性之间的关系，把Sycamore量子比特的相互作用描述为3D张量网络。

所以，他们在3D张量网络上“钻孔挖洞”，削减一些连接来简化关系，减小计算复杂度，以准确性换速度。这种收缩张量网络的方法，让模拟量子芯片成为可能。

数据证明，完成任务过程中，计算速度提高了256倍。

且保真度保持在0.37%，高于Sycamore的0.2%。

种种数据摆在眼前，“量子优越性”突然就没那么香了。

“量子优越性”擂台，搭起来

面对这个结果，谷歌量子AI首席研究员Sergio Boixo回应认为，这只是在赛道上短暂超车，优势不会持续太久的。

从量子计算时代刚开启时，谷歌就没否定过经典算法会持续改进完善这一点。

不过，谷歌也表示：

我们认为这种经典算法无法在 2022 年以后跟上量子电路的步伐。

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