探索Google Quantum AI實驗室：發現量子計算的機制

如今，Google的Quantum AI團隊推出了Willow，這是一種開創性的量子計算芯片，不僅以前所未有的速度糾正錯誤，而且比傳統的超級計算機更快地執行某些計算。這標誌著我們尋求開發可靠的量子計算機的關鍵時刻，該計算機將以更大的利益來推動人類知識的界限。量子計算代表了一個革命性的飛躍，利用量子力學的原理（宇宙的語言）超越了古典計算的局限性。

加入我們進入Google Quantum AI實驗室的旅程，我們將探討量子計算的功能並深入六個基本量子概念。

量子計算：為什麼其他所有內容都是“經典計算”

量子計算提供了一個新的計算範式。我們大多數人都習慣於經典計算，這些計算依賴於二進制數字或以1s或0s為0的“位”。這些位是從簡單計算器到龐大的數據中心的一切基礎，推動了過去50年的數字革命。相比之下，量子計算採用量子位或“ Qubits”，它們在完全不同的規則集中運行。

Qubits：量子計算的基礎

Qubits在量子物理學領域內運行，在量子物理學的領域不僅限於1或0。相反，它們可以同時存在於兩種狀態的疊加中。這種能夠立即表示多個狀態的能力，加上糾纏（可以將Qubits鏈接到創建複雜組合）的能力為具有巨大的計算能力提供了量子計算機。例如，兩個糾纏量表可以同時代表00、01、10和11。這種獨特的功能使量子計算機能夠比其經典同行更有效地解決一些最具挑戰性的問題。

製造：量子AI團隊如何製作Qubit芯片

與古典計算芯片背後的良好行業不同，量子計算仍處於起步階段。在Google上，我們使用超導整合電路在內部製造Qubits。通過創新的構圖超導金屬，我們創建了具有電容和電感的電路，並結合了被稱為約瑟夫森連接的特殊非線性元件。通過精心的材料選擇和製造工藝的微調，我們生產高質量的Qubits可以控制並集成到復雜的設備中。

噪音：建築包裝以保護量子計算機免受干擾

量子計算機非常敏感，能夠解決古典計算機範圍之外的問題，但是它們很容易被“噪聲”（諸如無線電波，電磁場甚至宇宙射線之類的來源）破壞。為了保持量子流程的完整性，我們的團隊構造了專門的包裝。就像一個用於錄音藝術家的隔音室一樣，這種包裝將Qubits連接到外界，同時最大程度地減少外部干擾。這需要復雜的機械和電磁工程，並仔細考慮材料和電路的精確放置。

接線：創建控制量子計算機的途徑

控制量子計算機涉及導航極端溫度變化。我們使用微波信號來管理Qubits，通過精心選擇的電線從室溫到接近吸收的零。選擇這些電線是因為它們有效，準確地傳遞信號的能力。此外，沿線摻入過濾器有助於保護量子器免受外部噪聲的侵害，從而確保其性能保持不妥協。

稀釋冰箱：宇宙中最冷的地方之一

超導尺子需要比外太空較冷才能有效運行。我們使用稱為稀釋冰箱的設備達到這些超冷條件。通過將我們的QUBIT放置在該冰箱中，超導金屬進入零電阻狀態，從而使電能在不損失的情況下流動並最大程度地減少熱噪聲。這種寒冷的環境使我們的量子位能夠保持其量子性能並執行複雜的量子計算。

Willow代表了我們的量子AI團隊為解鎖量子計算的全部潛力而努力的重大進步。現在，您已經瞥見了我們的實驗室工作，探索了我們的量子計算路線圖，以發現我們計劃如何將量子技術從實驗室過渡到實用應用。