一直以來，量子電腦就如都市傳聞般深不可測，雖然聲稱效能可超越現今傳統電腦無數倍，但就未有實現真正可用例子。不過 Google 近日就宣布旗下研發量子電腦實現重大突破，更是歷史上首次展示了量子電腦能在硬體上成功運行可驗證的演算法，結果令人振奮。
Google 剛於《自然》(Nature) 期刊發表相關研究內容，展現了史上首次可驗證的量子優勢，運行稱之為「量子迴聲」(Quantum Echoes) 的「亂序時間相關器」(OTOC) 演算法。據 Google 表示，「量子迴聲」有助於學習自然界中從分子、磁鐵到黑洞各種系統的結構，而且 Google 已證明它在旗下 Willow 晶片上的運行速度，可比目前全球最快超級電腦上的最佳經典演算法快上 13,000 倍。
Google 指出，這種新技術像一種高度先進的迴聲，他們向量子系統（Willow 晶片上的量子位元）發送一個精心設計的訊號，擾動其中一個量子位元，然後精確地反轉訊號的演進，聆聽傳回的「迴聲」。更重要的是，今次是量子電腦首度成功運行一個可驗證、超越超級電腦能力的演算法。這種「量子可驗證性」(Quantum verifiability) 意味著結果可在量子電腦上、或任何其他同等級的電腦上運行（例如另一台品質相近的量子電腦被重複執行），並得到相同答案，從而確認結果。
早於 2019 年，Google 已分享過量子電腦能解決一個最快超級電腦需要數千年才能解決的問題。而在 2024 年底，Google 新的 Willow 量子晶片已展示如何大幅抑制錯誤，解決了近 30 年來困擾科學家的一個主要問題。由於模擬分子的形狀和動態是化學、生物學和材料科學的基礎，是次 Google 推出「量子迴聲」演算法，被喻為邁向量子運算實際應用的重要里程碑，可支持從生物技術到太陽能、乃至核融合等領域的發展，有望將許多以往需要極長時間、甚至以前「不可能完成」的運算任務交給量子電腦處理。
例如在醫學界，由量子運算增強的核磁共振 (NMR)，可望成為藥物開發的強大工具，幫助確定潛在藥物如何與其標靶結合。另外在材料科學中，用於鑑定新材料（如聚合物、電池組件，甚至構成我們量子位元 (qubit) 的材料）的分子結構，推動這些領域重大發現。
來源：Google
