谷歌「量子霸权」文章正式在Nature发表，圈内人评价“或将迎来下一波科技浪潮”

（注：国内大多媒体将 quantum supremacy 翻译成「量子霸权」，无疑相比来讲后者更能博大众的眼球，谷歌官方认为“量子优越性”的翻译更为准确，下文将全部使用“量子优越性”）

图注：谷歌发表文章中，对量子优越性的证明。a）验证基准测试方法。根据测得的位串和经典模拟预测的相应概率，计算出补丁电路，消除电路和完整电路的验证值。尽管在复杂性方面存在巨大差异，但所有四个曲线之间的紧密对应关系证明了它们在优越性领域（ supremacy regime）中的使用是正确的。b）对于电路深度为20时，在量子处理器上获得一百万个样本需要200秒，而在一百万个内核上进行等保真度经典采样将花费10,000年，对保真度的验证将花费数百万年。

图注：IBM对谷歌的回应。分析预期的经典计算运行时间与“ Google Sycamore Circuits”的电路深度。蓝色线估计了一个53量子位处理器的经典运行时间（电路深度为20时，运行时间为2.5天），而橙色线则估计了一个54量子位处理器的经典运行时间。

皮查伊与谷歌量子计算机 @ Santa Barbara lab

图注：a）处理器的布局，显示一个54量子位的矩形阵列（灰色），每个矩形都用耦合器（蓝色）连接到最近的四个上。可以显示不可操作的量子位。b，Sycamore 处理器的实物照片。

图注：演示量子优越性的实验过程

图注：根据 薛定谔-费曼算法绘制的量子优越性电路实验结果示意图，图中自变量为量子比特数目和运行循环数量。图中的红色星是用经典计算验证对应的实验电路所需的时间。

图注：

a）泡利误差（黑色、绿色、蓝色）和读出误差（橙色）的积分直方图（经验累积分布函数，ECDF），在隔离的量子位上（虚线）以及同时操作所有量子位时（实线）进行测量。每个分布的中值出现在垂直轴上的0.50处。平均值（平均值）如图所示。b）热图，显示了位于处理器布局中的单比特和二比特泡利误差e1（cross）和e2（bar）， 显示了同时运行的所有量子位的值。

参考资料：

[1] 英国金融时报在9月20日对谷歌“量子优越性”的报道，https://www.ft.com/content/b9bb4e54-dbc1-11e9-8f9b-77216ebe1f17

[2] IBM 对谷歌“量子优越性”的回应博客 On “Quantum Supremacy”, https://www.ibm.com/blogs/research/2019/10/on-quantum-supremacy/

[3] IBM对谷歌“量子优越性”论文的验证，发表在arXiv上,  https://arxiv.org/pdf/1910.09534.pdf

[4] 量子优越性论文, https://www.nature.com/articles/s41586-019-1666-5

[5] 谷歌CEO皮查伊撰写文章“量子计算里程碑的意义”，https://www.blog.google/perspectives/sundar-pichai/what-our-quantum-computing-milestone-means/

[6] 量子优越性技术博客, https://ai.googleblog.com/2019/10/quantum-supremacy-using-programmable.html