近日，谷歌公司宣布一項(xiàng)突破性的量子芯片，宣稱(chēng)5分鐘可以完成現(xiàn)有超級(jí)計(jì)算機(jī)10的25次方才可以實(shí)現(xiàn)的運(yùn)算。這個(gè)聽(tīng)起來(lái)像是科幻小說(shuō)，這個(gè)成果實(shí)際上今年8月份就發(fā)表在網(wǎng)上，但是當(dāng)時(shí)并沒(méi)有引起多大轟動(dòng)，這次是論文在《自然》雜志登出了，說(shuō)明經(jīng)過(guò)了同行評(píng)議，而且馬斯克和OpenAI的奧特曼第一時(shí)間轉(zhuǎn)發(fā)相關(guān)的信息并且表示贊嘆。

谷歌的股票也應(yīng)聲大漲千億美元。這種芯片一旦成為現(xiàn)實(shí)，相當(dāng)于人類(lèi)掌控的算力得到天文數(shù)字的增強(qiáng)，可以研究出更強(qiáng)的超級(jí)人工智能，對(duì)人類(lèi)的未來(lái)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。

但是目前這種芯片還是處在實(shí)驗(yàn)階段，技術(shù)上雖然獲得劃時(shí)代的突破，離實(shí)踐應(yīng)用還要很大距離。

不過(guò)我們把谷歌的論文內(nèi)容輸入到Maxipat輔助創(chuàng)新系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)研究這類(lèi)芯片的公司不只谷歌，微軟、IBM、亞馬遜、騰訊都在研究這類(lèi)的量子芯片。在這個(gè)領(lǐng)域，IBM申請(qǐng)的專(zhuān)利最多，達(dá)到30多件，微軟、亞馬遜緊隨其后，此外，哈佛大學(xué)、麻省理工、杜克大學(xué)、耶魯大學(xué)、悉尼大學(xué)、芝加哥大學(xué)都在這一領(lǐng)域布局專(zhuān)利。

通過(guò)Maxipat生成的技術(shù)路線可以看到，這些申請(qǐng)人的專(zhuān)利 解決的技術(shù)問(wèn)題主要集中在量子計(jì)算中的量子錯(cuò)誤檢測(cè)和糾正、量子比特的編碼與解碼、以及量子處理器的操作控制等方面。

CN110494870A的核心技術(shù)方案是通過(guò)配置目標(biāo)量子比特和控制量子比特形成受控非門(mén)（CNOT）門(mén)，利用目標(biāo)量子比特和控制量子比特的不同退相干時(shí)間和非諧性來(lái)實(shí)現(xiàn)量子錯(cuò)誤糾正。US7307275B2的核心技術(shù)方案是將邏輯量子比特編碼到多個(gè)超導(dǎo)量子比特中，并使用這些邏輯量子比特執(zhí)行編碼量子計(jì)算操作，同時(shí)提供了一種量子錯(cuò)誤糾正方法。US11645570B1的核心技術(shù)方案是為表面碼實(shí)現(xiàn)一種容錯(cuò)量子錯(cuò)誤糾正協(xié)議，使用GKP量子比特，并利用模擬信息來(lái)確定置信值以動(dòng)態(tài)確定解碼圖的邊權(quán)重。US10972133B2的核心技術(shù)方案是披露了使用標(biāo)志電路的容錯(cuò)錯(cuò)誤糾正（EC）協(xié)議，這些協(xié)議在錯(cuò)誤重量大于υ時(shí)發(fā)出信號(hào)，并提供了這些電路的一般構(gòu)造。US10942804B2的核心技術(shù)方案是將物理量子比特組合成邏輯量子比特，根據(jù)被動(dòng)量子錯(cuò)誤抑制碼進(jìn)行編碼，并使用主動(dòng)量子錯(cuò)誤糾正碼將邏輯量子比特編織成計(jì)算或退火的織物。GB2624241A的核心技術(shù)方案是使用容錯(cuò)操作執(zhí)行量子錯(cuò)誤檢測(cè)的方法，其中k個(gè)邏輯量子比特被編碼到k+2個(gè)物理量子比特中。WO2024151286A2的核心技術(shù)方案是量子計(jì)算系統(tǒng)，包括經(jīng)典計(jì)算實(shí)體、控制器和量子處理器，控制器控制量子處理器的操作并執(zhí)行錯(cuò)誤糾正。WO2024040107A1的核心技術(shù)方案是量子計(jì)算系統(tǒng)，包括量子計(jì)算資源、經(jīng)典存儲(chǔ)器、片上解碼控制器和至少一個(gè)經(jīng)典處理器，片上解碼控制器負(fù)責(zé)測(cè)量、生成錯(cuò)誤簽名、分類(lèi)錯(cuò)誤簽名并應(yīng)用錯(cuò)誤糾正。WO2023287503A2的核心技術(shù)方案是在量子計(jì)算機(jī)中提供錯(cuò)誤檢測(cè)和糾正，通過(guò)檢測(cè)輔助量子比特的狀態(tài)來(lái)檢測(cè)數(shù)據(jù)量子比特的泄露錯(cuò)誤，并使用光學(xué)泵浦來(lái)糾正泄露錯(cuò)誤。 CN110494870A的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于利用不同量子比特的特性來(lái)提高量子錯(cuò)誤糾正的效率。 US7307275B2的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于提供了一種新的量子錯(cuò)誤糾正方法，可以提高量子計(jì)算的準(zhǔn)確性和可靠性。 US11645570B1的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于利用模擬信息和置信值來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)整解碼圖的邊權(quán)重，提高了量子錯(cuò)誤糾正的準(zhǔn)確性。 US10972133B2的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于使用標(biāo)志電路來(lái)實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)錯(cuò)誤糾正，減少了所需的量子比特?cái)?shù)量，降低了資源消耗。 US10942804B2的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于將被動(dòng)和主動(dòng)量子錯(cuò)誤糾正碼結(jié)合起來(lái)，提高了量子計(jì)算的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。 GB2624241A的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于提供了一種使用容錯(cuò)操作執(zhí)行量子錯(cuò)誤檢測(cè)的方法，提高了量子計(jì)算的可靠性。 WO2024151286A2的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于通過(guò)控制器實(shí)現(xiàn)量子處理器的操作控制和錯(cuò)誤糾正，提高了量子計(jì)算的效率和準(zhǔn)確性。 WO2024040107A1的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于實(shí)現(xiàn)了片上和片外的錯(cuò)誤糾正，提高了量子計(jì)算的靈活性和可靠性。 WO2023287503A2的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于通過(guò)檢測(cè)輔助量子比特的狀態(tài)來(lái)檢測(cè)和糾正泄露錯(cuò)誤，提高了量子計(jì)算的穩(wěn)定性。

量子芯片這個(gè)領(lǐng)域距離實(shí)際應(yīng)用還有很大一段距離，但是全世界這么多的大廠、名校都積極在這一領(lǐng)域布局專(zhuān)利，值得我們關(guān)注。

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