探索Google Quantum AI实验室：发现量子计算的机制

如今，Google的Quantum AI团队推出了Willow，这是一种开创性的量子计算芯片，不仅以前所未有的速度纠正错误，而且比传统的超级计算机更快地执行某些计算。这标志着我们寻求开发可靠的量子计算机的关键时刻，该计算机将以更大的利益来推动人类知识的界限。量子计算代表了一个革命性的飞跃，利用量子力学的原理（宇宙的语言）超越了古典计算的局限性。

加入我们进入Google Quantum AI实验室的旅程，我们将探讨量子计算的功能并深入六个基本量子概念。

量子计算：为什么其他所有内容都是“经典计算”

量子计算提供了一个新的计算范式。我们大多数人都习惯于经典计算，这些计算依赖于二进制数字或以1s或0s为0的“位”。这些位是从简单计算器到庞大的数据中心的一切基础，推动了过去50年的数字革命。相比之下，量子计算采用量子位或“ Qubits”，它们在完全不同的规则集中运行。

Qubits：量子计算的基础

Qubits在量子物理学领域内运行，在量子物理学的领域不仅限于1或0。相反，它们可以同时存在于两种状态的叠加中。这种能够立即表示多个状态的能力，加上纠缠（可以将Qubits链接到创建复杂组合）的能力为具有巨大的计算能力提供了量子计算机。例如，两个纠缠量表可以同时代表00、01、10和11。这种独特的功能使量子计算机能够比其经典同行更有效地解决一些最具挑战性的问题。

制造：量子AI团队如何制作Qubit芯片

与古典计算芯片背后的良好行业不同，量子计算仍处于起步阶段。在Google上，我们使用超导整合电路在内部制造Qubits。通过创新的构图超导金属，我们创建了具有电容和电感的电路，并结合了被称为约瑟夫森连接的特殊非线性元件。通过精心的材料选择和制造工艺的微调，我们生产高质量的Qubits可以控制并集成到复杂的设备中。

噪音：建筑包装以保护量子计算机免受干扰

量子计算机非常敏感，能够解决古典计算机范围之外的问题，但是它们很容易被“噪声”（诸如无线电波，电磁场甚至宇宙射线之类的来源）破坏。为了保持量子流程的完整性，我们的团队构造了专门的包装。就像一个用于录音艺术家的隔音室一样，这种包装将Qubits连接到外界，同时最大程度地减少外部干扰。这需要复杂的机械和电磁工程，并仔细考虑材料和电路的精确放置。

接线：创建控制量子计算机的途径

控制量子计算机涉及导航极端温度变化。我们使用微波信号来管理Qubits，通过精心选择的电线从室温到接近吸收的零。选择这些电线是因为它们有效，准确地传递信号的能力。此外，沿线掺入过滤器有助于保护量子器免受外部噪声的侵害，从而确保其性能保持不妥协。

稀释冰箱：宇宙中最冷的地方之一

超导尺子需要比外太空较冷才能有效运行。我们使用称为稀释冰箱的设备达到这些超冷条件。通过将我们的QUBIT放置在该冰箱中，超导金属进入零电阻状态，从而使电能在不损失的情况下流动并最大程度地减少热噪声。这种寒冷的环境使我们的量子位能够保持其量子性能并执行复杂的量子计算。

Willow代表了我们的量子AI团队为解锁量子计算的全部潜力而努力的重大进步。现在，您已经瞥见了我们的实验室工作，探索了我们的量子计算路线图，以发现我们计划如何将量子技术从实验室过渡到实用应用。