量子计算领域并不常出现在新闻中。毕竟，这项技术虽拥有巨大潜力，但几十年来始终承诺“再过几年”就能实现实际应用。不过科学界可能终于迎来了实用化的转折点——谷歌工程师在其Willow量子芯片上首次实现了可验证算法的运行，速度比超级计算机快1.3万倍。
这款名为“量子回波”（Quantum Echo）的算法模拟了核磁共振（NMR）物理实验，通过探测原子核的磁自旋来揭示分子内部结构。据谷歌称，Willow运行该算法的速度比“全球最快超级计算机的最佳经典算法”快1.3万倍，意味着在这项特定任务中，单块芯片的速度远超整个数据中心数个量级。
这项实验的突破性在于其具备可验证性——Willow的计算结果不仅可复现，还能通过常规算法（或直接通过被分析的分子原子本身）进行核验。这标志着量子计算无疑迎来了首个真实世界应用案例。
需要说明的是，量子计算机本质上并非确定性系统。它们通过并行处理海量可能输入来获得概率性解，因此在特定任务上能实现惊人加速，但解算结果天然存在误差。要将量子计算投入实际应用，必须将误差率降低数个数量级。
“量子回波”算法实现验证的关键，在于向Willow的105量子比特阵列每秒发送数百万次“探测脉冲”，通过读取系统状态变化来窥视计算结果而不显著干扰它。这是迄今量子计算项目中规模最大的此类数据采集，通过大幅降低误差率使核磁共振分析获得“确定性”解成为可能。
研究团队预测，量子计算机将成为模拟自然量子现象的关键工具。随着实用化基线的确立，更多类似应用有望涌现。谷歌量子人工智能团队正朝着路线图的第三里程碑——构建长寿命逻辑量子比特迈进。若薛定谔在世，定会为此感到欣慰。
