Google 推出「量子迴聲」演算法，量子電腦首度展現可驗證的運算優勢，速度比超級電腦快 13,000 倍
Google 近日宣布推出全新 「量子迴聲」（Quantum Echoes） 演算法，並在最新的 Willow 量子晶片 上完成實驗，成功展現出可被驗證、且超越傳統超級電腦的量子運算能力。這項成果已刊登於《Nature》期刊，被視為量子運算邁向實際應用的重要一步。
量子電腦首次「超越並可驗證」
Google 團隊表示，這是歷史上第一次有量子電腦在硬體上運行可被重複驗證的演算法，其運算速度比目前最快的超級電腦快上 約 13,000 倍。所謂「可驗證」代表這項演算法能在相同條件下由另一台量子電腦重複執行，並得到一致的結果。
「量子迴聲」的原理，是向量子系統發送一個精確設計的訊號擾動，之後再反轉其演進，並測量回傳的「迴聲」。透過量子疊加造成的「建設性干涉」效應，迴聲訊號被放大，使測量結果更精確。
Willow 晶片突破錯誤限制
這次實驗能成功，與 Google 去年底發表的 Willow 晶片 有關。該晶片在錯誤抑制與運算穩定性方面達到前所未有的水準，能同時處理複雜的量子態與高精度計算。過去量子運算多用於展示理論可行性，而「量子迴聲」則是首次用來模擬實際物理現象。
Google 也在與美國 加州大學柏克萊分校（UC Berkeley） 合作的實驗中，運用此演算法研究分子幾何結構。結果顯示，量子電腦計算的結果與傳統核磁共振（NMR）技術一致，甚至能獲得更多分子間距與結構資訊。
科學應用潛力
研究團隊指出，「量子迴聲」演算法未來可用於模擬分子結構、原子互動與材料性質，這些計算對 藥物開發、化學研究與材料科學 皆至關重要。在理論上，這種量子強化的 NMR 技術能更清楚地觀察分子細節，進一步應用於藥物設計或新材料開發。
量子運算邁向實用階段
從 2019 年展示量子電腦「超越傳統計算能力」的初步成果，到 2025 年發表「量子迴聲」，Google 的研究路線正逐步邁向量子電腦實際落地的目標。
目前團隊的下一步，是實現具長壽命、可糾錯的 邏輯量子位元（Logical Qubit），為未來可持續運作、具應用價值的量子電腦奠定基礎。
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圖片及資料來源：Google