谷歌近日在《自然》雜志上發(fā)表論文，報(bào)道了其量子計(jì)算團(tuán)隊(duì)最新突破——使用名為Willow的65量子比特超導(dǎo)處理器，通過(guò)全新算法“量子回聲（Quantum Echoes）”，在執(zhí)行復(fù)雜物理模擬時(shí)實(shí)現(xiàn)了比目前最快的超級(jí)計(jì)算機(jī)——Frontier——快約13000倍的速度。這項(xiàng)突破標(biāo)志著全球首個(gè)可驗(yàn)證量子優(yōu)勢(shì)（verifiable quantum advantage）的實(shí)現(xiàn)，意味著量子計(jì)算機(jī)首次以實(shí)證方式超越傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，且計(jì)算結(jié)果可被其他量子設(shè)備或物理實(shí)驗(yàn)所驗(yàn)證。

此次Quantum Echoes算法通過(guò)創(chuàng)新的正反時(shí)間演化技術(shù)，測(cè)量復(fù)雜量子系統(tǒng)中的第二階時(shí)序非序列相關(guān)函數(shù)（OTOC(2)），揭示了量子信息在混沌狀態(tài)下的傳播和干涉機(jī)理，這對(duì)于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)幾乎無(wú)法完成。該算法能在約2小時(shí)內(nèi)完成傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)需耗時(shí)3.2年的任務(wù)，極大提升了計(jì)算效率。

谷歌高級(jí)副總裁工程部門(mén)負(fù)責(zé)人Hartmut Neven指出，該成果不僅實(shí)現(xiàn)了驚人的速度提升，更滿(mǎn)足了科學(xué)上的可驗(yàn)證性要求，符合理查德·費(fèi)曼關(guān)于用量子計(jì)算機(jī)模擬自然的愿景。芯片硬件的快速反向量子態(tài)演化能力，是實(shí)現(xiàn)此突破的關(guān)鍵。

谷歌量子硬件首席科學(xué)家Michel Devoret及兩位諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主為該技術(shù)奠定了理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。團(tuán)隊(duì)還展示，Quantum Echoes可應(yīng)用于增強(qiáng)核磁共振（NMR）光譜學(xué)，具有藥物研發(fā)、新材料發(fā)現(xiàn)等重要領(lǐng)域的廣泛潛力。

谷歌方面預(yù)計(jì)，未來(lái)五年內(nèi)，量子計(jì)算將進(jìn)入多個(gè)實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域，開(kāi)創(chuàng)科學(xué)與技術(shù)的新紀(jì)元。