在近日的美國物理學會上，Goggle實驗室的公布了最新一代量子處理器Bristlecone，Bristlecone是一款72位量子位處理器，錯誤率只有1%，與9個量子比特的量子計算機持平。這款處理器不僅能夠幫助科學家們進行量子模擬的探索，還能夠在量子機器學習上有所應用。此外，谷歌認為如果一切運作良好，使用Bristlecone可以實現量子霸權。

創紀錄72量子比特量子計算機，錯誤率1%，可實現量子霸權

Julian Kelly介紹，這個最新設備遵循是谷歌之前提出的9個量子比特量子計算機的線性陣列技術所對應的物理學原理，而該技術顯示的最佳結果如下：低的讀數錯誤率（1%）、單量子比特門（0.1%）以及最重要的雙量子比特門（0.6%）。該設備使用與9個量子比特的相同的模式進行耦合、控制和讀出，但將其擴展為一個包含72個量子比特的正方形數組。

實驗中，研究人員選擇了這種尺寸的設備來展示未來的量子霸權，使用面編碼研究一階和二階糾錯，并促進量子算法在實際硬件上的發展。

左邊是谷歌最新的72量子比特量子處理器Bristlecone。右邊是該設備的圖示：每個“X”代表一個量子比特，量子比特之間以線性陣列方式相連。

在研究特定的應用程序之前，對量子處理器的量化能力很重要。谷歌的理論團隊已經開發出了一種基準測試工具來完成這項任務，通過在設備上應用隨機的量子電路來對系統的任務進行隨機分配，并通過一個經典的模擬方法來檢查抽樣輸出的分布情況。對于一個操作誤差足夠小的量子處理器，它可以在一個明確的計算機科學相關的問題上具有超越經典的超級計算機的表現，也即 “量子霸權”。這些隨機電路在量子比特和計算長度以及深度上都必須很大。

雖然目前還沒有人可以實現這個目標，但是谷歌研究人員計算后認為，量子霸權的目標可以通過使用49個量子比特，一個超過40的電路深度，一個低于0.5%的2個比特誤差進行完美的證明。他們相信，這個量子處理器優于超級計算機的實驗證明將會是這個領域的分水嶺，同時也是未來的主要目標之一。