在洛杉矶举行的美国物理学会年度会议上，谷歌展示了他们的还在测试中的新量子处理器Bristlecone(狐尾松)。这一名字的由来是源于芯片中的量子比特排列成类似松果鳞片的图案。目前，这一基于门的超导系统处理器的目标是给研究量子比绝技巧的系统误码率和扩展性以及在量子仿照、优化和机器学习中的运用供应一个测试平台。
图 | 谷歌最新的量子处理器 Bristlecone（左），其可能会首次实现超越传统打算机的量子霸权。在右边的放大示意图上，每个“X”代表一个量子比特，最近邻量子比特之间以线性阵列办法连接。
该处理器在设计原则上保留了之前谷歌 9 位量子比特的线阵技能的基本物理特性。在先前的 9 量子位技能上，谷歌方面得到的最好的结果是将读出、单量子比特门、最主要的两量子比特门的误码率分别掌握在了 1%、0.1% 和 0.6%。现在 Bristlecone 也利用了相同的耦合、掌握和读出方案，唯一的不同是变成了 72 个量子位的正方形阵列。谷歌方面表示，选取 72 位量子位这一数值不仅能展现未来的量子霸权，还能利用面编码技能进行一阶和二阶纠错研究，匆匆成在实际硬件上实现量子算法的开拓。
上面的 2D 观点图显示了偏差率和量子比特数之间的关系。谷歌量子人工智能实验室的预期研究方向为图中赤色曲线，谷歌希望在搭建纠错量子打算机的过程中实现近期运用。
在将量子处理器投入详细的运用领域前，对量子处理器的能力进行量化尤为主要。目前，谷歌的理论团队已经为这个任务开拓了一个基准测试工具。研究者可以将随机量子电路运用到器件上，并根据经典仿真来检讨采样输出分布，从而分配单个别系的偏差。
与采取 0 或 1 为比特的传统打算机不同，归功于量子叠加效应，一个量子位可以是 0，1 或两者的稠浊体。当一个量子处理器可以在足够低的偏差下运行，并且其打算能力超越传统的超级打算机的话，那么我们就将这一造诣称之为所谓的“量子霸权”，但这就须要随机电路在量子位数和打算长度 (深度) 上都必须很大。一样平常实现量子霸权的量子打算机须要超过 50 位的量子比特，目前科学家们仍在努力实现掌握这么多风雅的量子体。
只管现在还没有那家公司能实现超越传统超级打算机的目标，但据谷歌的最新打算，其量子霸权可达 49 个量子比特，电路深度超过 40 个，双量子比特缺点率掌握在 0.5％以下。谷歌的研究者表示，实现量子处理器在实验上超过传统超级打算机将是该研究领域的一个分水岭，并且也仍旧是谷歌未来的关键目标之一。
图 | 科学家 Marissa Giustina 正在位于圣巴巴拉的量子人工智能实验室安装 Bristlecone 芯片
目前谷歌方面正在努力使 72 位量子比特的 Bristlecone 处理器达到与之前 9 量子比特芯片附近偏差率。研究者们相信 Bristlecone 将是培植较大规模的量子打算机可行性的一个有力的事理性证明。
目前，想要实现在较低的系统偏差下操作 Bristlecone 仍旧是个大工程，研究者须要从软件到掌握电子产品到处理器本身等一整套技能之间进行折衷。而终极精确处理这个问题，还须要经历多次细致的系统工程迭代。
不过谷歌方面谨慎且乐不雅观地认为，Bristlecone 是可以实现量子霸权，并以为学习制造和操作这种惊人打算水平的设备是一项令人愉快的寻衅！
来自加州大学圣巴巴拉分校的谷歌物理学家 John Martinis 表示, 他们刚开始进行 Bristlecone 的测试，并且目前的测试情形非常乐不雅观。其余，他补充到，如果统统顺利的话，量子霸权的演示可能在几个月内实现。
末了谷歌研究者表示期待能够一起分享干系成果，并且许可互助者在将来一起进行实验。
