好吧，至少是在量子世界里 ，让时间倒流，最后还能实现穿越吧！
这项名为“量子回声”（Quantum Echoes）的突破性技术，正在用一种前所未有的方式“欺骗”物理定律，让谷歌的Willow量子芯片在计算舞台上跳出了一支优美的时间逆转之舞。
这项刚刚登上《自然》杂志封面的研究，可不是什么普通的学术成果。谷歌团队宣称，这是首个可验证的量子优势案例，意味着量子计算机不仅在某些任务上超越了传统超级计算机，而且结果还能被反复验证：这就像是终于找到了让量子计算这匹野马乖乖戴上缰绳的方法。
量子回声算法的核心原理，听起来就像是量子版的《月光宝盒》
只不过在这里，科学家们念的不是“般若波罗蜜”，而是通过精妙的数学公式来操纵时间之箭的方向。
想象一下，你有一个由多个量子比特组成的系统，它们就像一群调皮的小朋友在操场上奔跑。随着时间的推移，这些小朋友会跑向不同的方向，信息也就随之“分散” 到整个系统中，传统方法很难再追踪他们。
而量子回声的妙处就在于，它能让时间倒流，让所有小朋友乖乖地回到最初的位置
或者至少是某个我们能观察到的状态。
具体来说，研究人员先让系统正常演化，然后施加一个操作，再精确地逆转整个演化过程。这个过程会产生一种“回声”效应，通过建设性干涉放大我们需要的信息。
这种被称为“时序外关联函数”（OTOC）的技术，与传统方法相比有着显著优势。传统TOC的信号在9个演化周期后就微弱到几乎检测不到，而OTOC在20个周期后仍然清晰可见。
那么，这套听起来很科幻的系统在实际表现中如何呢？答案可能会让传统计算机感到脸红。
谷歌表示，其Willow量子芯片运行量子回声算法的速度，比世界上最快的超级计算机快1.3万倍。具体来说，一次经典超级计算机需要3.2年才能完成的计算，量子计算机仅需2.1小时就能解决。
这种速度优势并非来自更快的时钟频率，而是源于量子计算的根本特性
并行性。传统计算机像是一个认真的读者，一次只能读一个单词；而量子计算机则像是一目十行的速读高手，能同时处理海量信息。
更具突破性的是，这一结果是可验证的
同样的算法可以在类似性能的量子计算机上运行并得到相同答案。这解决了长期困扰量子计算领域的“验证难题”，因为我们很难用传统计算机去检查一个它本身就无法快速完成的任务。
量子回声算法的首批应用场景之一，是模拟分子结构。在与加州大学伯克利分校的合作中，研究团队成功将这种方法应用于核磁共振（NMR）数据，模拟了两个分子（一个15原子和一个28原子分子）的量子行为。
实验结果不仅与传统核磁共振数据匹配，还揭示了传统方法无法获取的信息。谷歌量子AI首席量子化学家Nicholas Rubin解释道：“分子的形状对于确定它们如何工作至关重要。我们希望能够使用量子回声算法来增强传统核磁共振已有的可能性。”
但应用远不止于此。谷歌量子AI首席科学家Vadim Smelyanskiy指出，这种新算法提供了“理解量子系统本质的宝贵工具，从分子到磁体，甚至可能包括黑洞。”
在药物研发领域，量子增强的核磁共振技术有望成为发现新药的有力工具；在材料科学中，它可以帮助表征聚合物、电池组件甚至是构建量子比特本身的新材料。
尽管谷歌的成就令人印象深刻，但科学界仍保持着一贯的审慎态度。这并非谷歌首次宣称实现量子优势——2019年，该公司曾声称在200秒内解决了传统超级计算机需要1万年才能完成的问题，但这一说法后来受到质疑，因为有研究显示最新GPU仅需6秒就能完成该任务。
纽约大学量子物理学家德里斯·塞尔斯指出：“其举证责任应更为严格。尽管论文对各类经典算法的测试做得十分严谨，但并未证明不存在更高效的经典算法。就我个人而言，我认为现有证据不足以支撑如此重大的论断。”
达特茅斯学院量子物理学家詹姆斯·惠特菲尔德则提醒道：“技术进展确实令人印象深刻，但要说这能突然解决某个具有经济价值的问题，未免有些牵强。”
谷歌团队也坦诚承认，要将“量子回声”算法应用于更复杂的系统，需要噪声更低的硬件或能修正误差的技术
而这些技术目前仍在研发中。目前，该方法仅能应用于“已可通过经典计算机高效模拟的分子”。
尽管存在质疑，谷歌对量子计算的未来充满信心。谷歌量子AI实验室负责人哈特穆特·内文表示，这一算法为实际应用提供了可能，并乐观预计未来五年内量子计算机将实现实用化。
公司的下一步目标是实现其量子路线图中的“里程碑”，构建一个长寿命的逻辑量子比特以支持容错、可扩展的量子计算。
谷歌还采取了不寻常的做法，彻底进行了“红队演练”，让部分研究人员试图推翻自己的结果，但没能成功。这种科学上的严谨态度，或许正是量子计算领域所需要的。
内文强调：“这是传统机器赢不了的竞赛。谷歌量子处理器的进步速度更快。”
量子世界的信息就像调皮的小朋友，总会随着时间推移而跑散。而谷歌的量子回声算法，第一次让我们拥有了能让这些小朋友“各就各位”的哨声。
希望有一天真的能实现穿越！！！！
扫一扫
被折叠的 条评论
为什么被折叠?
到【灌水乐园】发言
