為了開發 AI 與對抗下一次疫情!Google超前部署首座量子 AI 園區

為了開發 AI 與對抗下一次疫情!Google超前部署首座量子 AI 園區

Google 計劃在十年內打造出全球首座實用且採用糾錯機制的量子電腦,為此他們已經在美國加州聖塔芭芭拉州啟用全球第一座量子 AI 園區,園區裡頭有 Google 首間量子資料中心和研究實驗室外,還包括 Google 自有的晶片製造廠,計畫當中,Google 開發團隊預計打造一台採用糾錯機制的量子電腦。

根據 Google 介紹,這部量子電腦能更快協助全球解決一些最迫切的問題,例如能源的永續、減少排放量以維繫全球持續成長的人口生存,並帶領提供更實用的 AI。

Google 20 年前在搜尋服務中推出拼字檢查,當時就已開始採用機器學習技術,經過 10 年後各家科技大廠也接續引用類似的深度學習。這時在類神經網路領域目前已經頗有進展,而這項技術也引領了現代 AI。

Google 量子 AI 團隊主任工程師 Erik Lucero指出,展望未來 10 年,從氣候變遷到應對下一次疫情,許多全球最重要的挑戰都亟需新的運算方式。這包括效能更好的電池來減輕電網負荷,需要新式肥料並且能避免像現在的固氮技術會產生全球 2% 的碳排放來滿足全球農業需求,也需要更多標靶藥物來預先遏止下一次疫情。

為了開發這些新技術,必須進一步瞭解分子,並以更好的方式設計分子,然而,現有技術傳統電腦無法正確模擬分子,就算處理不太大的分子,也會迅速耗盡所有的運算能力。

因此 Google 提出了量子力學的邏輯,由於原子之間的鍵和交互作用是隨機的,具有更豐富、卻會耗盡傳統電腦邏輯的動能。

量子電腦使用量子位元,又稱「qubit」或「Q位元」,能自然地反映出真實世界分子的複雜性。借助採用糾錯機制的量子電腦,可以在投資昂貴的真實模型之前,模擬分子的運作及互動,進而測試、發明新的化學程序和新材料。這些新的運算能力,將有助於加速開發出效能更強的電池、節能肥料、標靶藥物以及更優秀的、新的 AI 結構,並進一步優化整體效能。

Google 量子 AI 團隊主任工程師 Erik Lucero宣布,Google 正在打造 1 百萬個物理量子位元,並在大小如一個房間、採用糾錯機制的量子電腦中彼此配合運作。這對現今不到 100 個量子位元的中等規模的系統來說是一大進步。

為了建構這樣的系統,必須先打造出世界第一個「量子電晶體」,團隊需要證明可以將 1,000 個物理量子位元編碼成 1 個「邏輯量子位元」,並且讓 2 個運用糾錯機制的邏輯量子位元可以一起作業,藉此找出可以將幾百甚至幾千個量子電晶體堆疊起來。

量子電腦低溫恆溫器內部是宇宙中最冷的地方之一,溫度大約為10毫克耳文(milliKelvin)

由於量子位元極容易出錯,所以這是現階段量子 AI 園區進行的研究,透過量子糾錯機制,期望能讓這些物理量子位元能彼此合作,組成一個長期存在、幾近完美的量子位元,進而提供一個能夠運作的量子電腦,這個階段將會費時數年。

Erik Lucero 指出,除非失去電源,否則這個永遠存在的量子位元能夠維持一致性,開創出屬於量子運算的新時代,Google也正在這座全新的量子 AI 園區打造一個優秀的團隊,一起為未來的電腦科學領域努力。

Sycamore量子處理器具有54個可獨立控制的量子位元和88個可調式耦合器

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