量子運算革命：Google新晶片5分鐘完成超級電腦10百兆年任務
科技巨擘Google近日宣佈在量子運算領域取得重大突破，公司最新研發的「Willow」量子處理器展現出驚人的運算能力與穩定性。
據Google表示，「Willow」晶片僅需不到五分鐘即可完成一項特定運算任務，相比之下，若由目前全球最強的超級電腦執行同樣任務，則需耗時超過10百兆年，遠超現今宇宙的年齡。
今次晶子晶片的突破的關鍵在於解決了量子錯誤修正的難題。量子運算的核心 – 量子比特(qubit)容易受外界干擾而產生錯誤，一直是該領域發展的主要障礙。Google研究團隊利用「Willow」量孕晶片,成功透過增加量子比特數量並即時進行錯誤修正，大幅降低錯誤率。研究結果顯示，隨著量子比特數量增加，錯誤修正能力呈指數級增長。
Google Quantum AI創始人形容這是「歷史性的成就」，證明了量子錯誤修正技術的可行性。
常溫量子運算研究新進展
與此同時，量子運算領域持續有新進展。英國牛津大學及日本大阪大學的研究團隊上周發表論文，展示了在常溫下進行量子運算的可能性，無需再依賴極低溫環境。
量子電腦與量子運算是什麼?
相較於傳統電腦使用的二進制位元（bits），量子電腦採用量子位元（qubits）作為基本運算單位，擁有獨特的特性。
首先，量子位元具有疊加態的特性，即可以同時處於多種狀態，開啟了平行計算的可能性。這種疊加態的特性使得量子電腦能夠同時處理大量數據，提高計算效率。此外，量子位元之間還存在量子糾纏，多個量子位元之間可以形成相互關聯的狀態，進一步擴大了計算範圍。
在量子運算的過程中，量子電腦利用這些量子位元進行計算，通過操控量子態來處理信息。量子運算具有獨特的特點，包括量子平行計算、量子邏輯門和概率性計算。通過量子疊加原理，量子電腦可以實現平行計算，同時處理多個計算狀態，提高計算效率。此外，量子運算使用量子邏輯門來操控量子位元，這些邏輯門能夠在保持量子態的同時執行複雜的運算，為計算提供更多可能性。
– 量子電腦能以遠超傳統電腦的速度處理極為複雜的運算
– 有別於傳統電腦使用的0和1二進位運算，量子電腦採用「量子位元」，能同時處於0和1狀態，這種狀態稱為「疊加態」
– 量子位元之間能互相影響，大大提升解決問題的速度
量子電腦極易受環境影響，對噪音和震動非常敏感；同時量子運算需要大量的實體量子位元才能產生一個穩定的邏輯量子位元
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