根據(jù)麻省理工學(xué)院《技術(shù)評(píng)論》（MIT Technology Review）中公布的《太空法案協(xié)議》，谷歌公司希望美國(guó)宇航局（NASA）能夠幫助其在數(shù)月之內(nèi)證明，量子計(jì)算機(jī)完全有能力超越原有經(jīng)典計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

截至目前，量子霸權(quán)（Quantum supremacy）仍然只停留在理論層面——即一臺(tái)足夠強(qiáng)大的量子計(jì)算機(jī)鈄有能力完成超級(jí)超級(jí)計(jì)算機(jī)所無(wú)法完成的某些數(shù)學(xué)計(jì)算。證明這一論斷是個(gè)大問(wèn)題，而一旦將其解決，隨之解鎖的將是一個(gè)龐大的市場(chǎng)——包括破解以往根本不可能破解的密碼、提升人工智能水平、改善天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率或者模擬包含無(wú)數(shù)細(xì)節(jié)的精密分子交互及金融體系。

此項(xiàng)協(xié)議于今年7月正式簽署，谷歌方面要求NASA“分析谷歌量子處理器上所運(yùn)行的量子電路成果，并提供其與經(jīng)典模擬方案間的比較結(jié)論，從而支持谷歌驗(yàn)證自身硬件并建立起量子霸權(quán)基準(zhǔn)。”

谷歌公司向麻省理工學(xué)院《技術(shù)評(píng)論》證實(shí)稱，此項(xiàng)協(xié)議涵蓋其最新公布的72量子位（qubit）量子芯片Bristlecone。與以1或0二進(jìn)制位進(jìn)行信息存儲(chǔ)的經(jīng)典計(jì)算機(jī)不同，量子計(jì)算機(jī)會(huì)使用存在于1和0之間狀態(tài)未定的量子位。對(duì)于某些問(wèn)題，使用量子位應(yīng)該能夠極大提高計(jì)算效率，從而快速交付經(jīng)典計(jì)算機(jī)可能需要很長(zhǎng)時(shí)間才能處理完成的結(jié)果。

谷歌公司量子計(jì)算項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、物理學(xué)家John Martinis認(rèn)為Bristlecone將成為實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán)的最大希望，但也有人對(duì)此持反對(duì)意見。今年5月，阿里巴巴公司數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施與搜索技術(shù)部門的研究人員發(fā)表了一篇論文，其中提到Bristlecone的性能表現(xiàn)完全可以由經(jīng)典計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，且目前的量子芯片仍然存在錯(cuò)誤率過(guò)高問(wèn)題。

南加州大學(xué)量子信息科學(xué)與技術(shù)中心主任Daniel Lidar也對(duì)此表示懷疑。他在接受麻省理工學(xué)院《技術(shù)評(píng)論》采訪時(shí)指出，“就目前來(lái)看，似乎還需要一些額外的錯(cuò)誤抑制措施才能使其真正生效。此外，經(jīng)典模擬方法在過(guò)去幾年當(dāng)中已經(jīng)多次提高了標(biāo)準(zhǔn)，而這種趨勢(shì)很可能會(huì)持續(xù)下去。盡管如此，我也不排除利用谷歌的Bristlecone系統(tǒng)進(jìn)行量子霸權(quán)演示。”

谷歌公司此前也曾與NASA進(jìn)行秘密合作，旨在“展示處理器的可行性與發(fā)展?jié)摿Α?rdquo;雖然谷歌公司不會(huì)向NASA方面支付任何費(fèi)用，但據(jù)稱NASA已經(jīng)為此項(xiàng)目投入了68萬(wàn)美元。

新的合作關(guān)系也將延續(xù)上述方式。由于Bristlecone處理器需要保持接近零度的工作溫度以維持電路超導(dǎo)，因此無(wú)法從谷歌實(shí)驗(yàn)室中遷移出去。相反，來(lái)自美國(guó)宇航局硅谷艾姆斯研究中心的量子人工智能實(shí)驗(yàn)室（簡(jiǎn)稱QuAIL）的研究人員將通過(guò)谷歌的云API服務(wù)與Bristlecone進(jìn)行在線對(duì)接。谷歌還將共享其用于在經(jīng)典計(jì)算機(jī)上模擬量子電路的軟件，以便NASA能夠?qū)ζ溥M(jìn)行開發(fā)與改進(jìn)。谷歌方面還計(jì)劃在明年年初將其Bristlecone量子處理器提升至可與經(jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)相媲美的性能水平，甚至將目標(biāo)直接定為下一任超算冠軍。

合作雙方將共同研究如何將“各種各樣的優(yōu)化及采樣問(wèn)題”映射至Bristlecone的門模型量子計(jì)算系統(tǒng)之上。明年年初，谷歌與NASA將就模擬問(wèn)題及初始目標(biāo)達(dá)成一致，屆時(shí)NASA將在其位于艾姆斯研究中心的Pleidades千萬(wàn)億次超級(jí)計(jì)算機(jī)上編寫運(yùn)行這些模擬所需要的軟件。Pleiades是美國(guó)宇航局最強(qiáng)大的超級(jí)計(jì)算機(jī)，目前在全球超算榜上排名第25位。

到明年七月左右，也就是本份協(xié)議簽署后的12個(gè)月，NASA將“把量子電路在經(jīng)典計(jì)算機(jī)上的模擬結(jié)果與谷歌硬件結(jié)果進(jìn)行比較。”

如果項(xiàng)目進(jìn)展不太順利，谷歌公司的這份協(xié)議亦設(shè)定有五年期限，其中要求“NASA提供進(jìn)一步映射方案、經(jīng)過(guò)改進(jìn)的電路模擬技術(shù)以及更有效的匯編與電路模擬結(jié)果。”而谷歌也將至少允許QuAIL方面訪問(wèn)其量子處理器及軟件至2023年。

美國(guó)宇航局表示無(wú)法立即回復(fù)評(píng)論請(qǐng)求。

這已經(jīng)不是谷歌方面首次與NASA攜手進(jìn)軍量子計(jì)算領(lǐng)域。早在2013年，雙方就北回歸線以共同合作在艾姆斯研究中心安裝量子計(jì)算企業(yè)D-Wave公司提供的量子退火機(jī)。該機(jī)器隨后于2017年進(jìn)行了升級(jí)。

至于最終目標(biāo)，谷歌方面希望能夠更為廣泛地共享其用于模擬、優(yōu)化及機(jī)器學(xué)習(xí)的量子計(jì)算軟件。雙方的協(xié)議中提到，“谷歌公司計(jì)劃發(fā)布其軟件開發(fā)套件（簡(jiǎn)稱SDK），從而以開源方式使用量子處理器。”

這很可能是指用于創(chuàng)建量子電路的開源軟件Cirq，此軟件于今年夏季由谷歌公司正式公布。谷歌方面當(dāng)時(shí)指出，其計(jì)劃立足云端提供Bristlecone處理器，而Cirq則充當(dāng)其使用界面。D-Wave、IBM以及Rigetti等企業(yè)目前也已經(jīng)開始為研究人員提供量子云服務(wù)。