昨日NASA發表文章稱，該機構與谷歌和橡樹嶺國家實驗室（ORNL）合作，在數秒內計算出了目前最先進的超級計算機需要數千年才能計算出的結果，實現了被稱為量子霸權的里程碑。
NASA位於加州矽谷的艾姆斯研究中心主任尤金·圖說：“量子計算仍處於起步階段，但這一革命性的成就推動我們前進，我們未來幾十年的月球、火星和更遠的地方的任務都將由這樣的創新推動。”
量子計算是研究如何利用量子力學的獨特性質來解決某些型別的問題，其速度遠遠快於傳統計算機。NASA可能有一天會使用這些技術來支援太空任務，量子最佳化使任務排程更高效，量子模擬支援為現代航天器設計輕而堅固的材料。量子計算機上的計算稱為“量子電路”。這些計算機科學抽象像程式一樣工作，指定量子處理器執行的一系列操作。
該次測試由谷歌的Sycamore量子處理器進行，以證明量子優勢。測試本身包括在量子處理器和傳統超級計算機上執行隨機量子電路。在沒有量子處理器的情況下，從隨機量子電路中獲得結果是很困難的，而且從理論上講，即使是在可以想象得到的最大的超級計算機上，完成超過一定規模的任務也是不可能的。你需要的資料單位比宇宙中的原子還要多。而量子計算可以完美地完成這項任務。
量子處理器和超級計算機都被賦予了越來越複雜和隨機的計算電路，直到超級計算機無法處理它們。為了找到這個極限，艾姆斯的研究人員使用NASA的超級計算裝置模擬這些隨機量子電路計算。在某一時刻，儘管NASA的量子計算和超級計算專家們使出了各種招數，這個模擬的“計算機中的計算機”還是無法處理賦予它的隨機電路，這也成為了谷歌的量子計算機要戰勝的障礙。
雖然谷歌的量子計算機能夠利用這些隨機電路得到結果。但是，誰能知道這個結果是否正確，以及量子霸權是否真的實現了呢？用傳統的超級計算機來檢查是不可能的，這個里程碑的意義在於量子處理器完成了其他機器無法完成的事情。
為了驗證這個結果，NASA和谷歌求助於橡樹嶺國家實驗室，那裡是世界上最強大的超級計算機Summit的所在地。在那裡，他們測試了量子計算機的結果是否與Summit結果一致，直到達到量子最高極限，驗證的結果是正確的。
延伸閱讀-量子世界
“量子”是任何物理物體與其他物體相互作用所需的最小量，通常指的是能量或物質的最小單位。量子世界是大自然中一個奇特而美麗的部分，我們是看不見的。即使你可以一直縮小到亞原子的大小，在量子尺度上觀察事物的行為本身也會改變它的行為方式。儘管量子力學很難被觀察到，但它背後的數學原理已經被很好地理解了，而且是一致的，即使我們不知道為什麼。
由於這種一致性，科學家可以設計出利用這些獨特屬性的計算機。量子疊加允許單個量子位同時以不同的數量存在。量子糾纏是另一種不可分離地將兩個粒子連線在一起的性質，無論它們之間的距離有多遠，這種關聯在經典力學中是不可能找到的。量子計算機可以利用這些關聯以傳統計算機無法實現的方式儲存、傳輸和計算資訊。
谷歌的硬體對量子操作的控制達到了前所未有的程度，量子計算的實驗現在以前所未有的方式成為可能。
摘自：NASA
