Google凭新型计算机登上量子领域的“铁王座”？( 七 )_19世纪的最后一天

图8/13

图注：如图所示是一个九量子比特量子电路，灰色区域代表铝板，深色区域表示铝被蚀刻的部分，各种颜色用于区分不同的电路元件。此类计算机使用超导量子比特，必须在毫开尔文级温度（degree kelvin，开尔文温度和人们习惯使用的摄氏温度相差一个常数273.15，即T=t+273.15（t是摄氏温度的符号））下保持极低温，且运行时长需远低于50微秒。

Google为实现量子霸权采用特殊协议，要求执行运算之后，已被激发的比特或量子比特数量保持不变。由于运算是完全随机的，激发态和基态是可以互相转化的，只要保证五个量子比特仍是由两个1和三个0组成。除非完全执行随机操作并且以纯量子运算的编程方式实现，那么5个量子比特的10种最终状态将会均匀分布，即11000，10100，10010，10001，01100，01010，01001，00110，00101和00011。

但是真正意义上的量子计算机不会得出平坦分布（flat distribution）。某些状态在最终结果出现的频率会更高。这是一种非常典型的反直觉结果，源自量子现象（quantum phenomena，量子力学的一些特性显示出来的现象）以及纯量子门（quantum gate，一个基本的，操作一个小数量量子比特的量子线路）的自身特性。这种现象同样也可以模拟，只是需要投入巨大的计算成本。