我们再来说说谷歌的量子芯片Willow：别被它吓坏了！

摘要：美国人的量子计算机速度并不比中国人优越多少，中国的量子计算机紧跟在后，没掉队。2、谷歌Willow是进行纠错方面的研究与验证，中国和其他国家的科学家也在进行同类的研究，中国也并未落后多少。

前几天我针对网上谈谷歌量子芯片色变的问题，写过一篇小文章《谷歌量子芯片Willow一出，又有人惊呼“完了”》，说到了两点：

1、美国人的量子计算机速度并不比中国人优越多少，中国的量子计算机紧跟在后，没掉队。

2、谷歌Willow是进行纠错方面的研究与验证，中国和其他国家的科学家也在进行同类的研究，中国也并未落后多少。

最近看了专业人士袁岚峰的文章《谷歌量子计算机Willow做了什么？大多数媒体都没说到点子上》，我把他的专业解读也给大家介绍一下。

要说人的差距为什么会这么大呢？同样是中科大的博士，为什么鸡博士（Jim）怎么就那么令人讨厌呢？混到现在头条把它的博士认证都取消了，不知道是否如网友所说，它之前是用假证骗的头条认证呢？

袁岚峰在头条的认证是中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员，一直以来在头条做与量子相关的科普活动，他的专业性是没有问题的。只是他文章的排版没法让人恭维，看起来是在其他媒体写好，直接复制过来的，格式乱得一塌糊涂。

袁岚峰说Willow应该译成“柳树”，因为谷歌的量子计算机系列都以树木命名，如上一代叫悬铃木（Sycamore）。而IBM的超导量子计算机系列以鸟类命名，鹰（Eagle）、鱼鹰（Osprey）和秃鹫（Condor）等等。

他对于Willow国内夸张报导与我的观点类似：

1、他对谷歌量子计算机“5分钟顶超算10的25次方年”心中毫无波澜。（注：这是我给他换的，他文中是1025年，明显是从其他地方粘贴过来，表示次方的数字掉下来了）

这仅实现量子优越性，美国和中国都已实现，是量子计算机在解特定数学问题领域的一大基本状况，目前还没有实用价值。

2、谷歌团队的论文12月9日在线发表于《Nature》，标题叫做《低于表面码阈值的量子纠错》（Quantum error correction below the surface code threshold）

在谷歌的论文中没有提过速度方面的内容，也没有得到其团队的验证。

3、谷歌Willow真正的突破在于“量子计算的纠错终于开始见效了”，以前是越纠越错，现在是越纠越不错。

计算机纠错的原理：由于受到环境的影响，计算机的存储和操作可能出错，例如0变成1，1变成0。无论经典计算机还是量子计算机，纠错的基本思路都是用多个比特来保证一个比特，比如用三个比特复制成一组，正常情况下它们应该是000或者111，假如我们有一天突然看见了001，这说明什么？有两种可能得到001，一种是一个0出错变成1，另一种是两个1出错变成0。于是我们少数服从多数，把那个1变成0，这就实现了纠错。

量子计算机中的纠错，由于量子力学的特性，纠错方法设计起来更加复杂一些，谷歌在论文中提到到表面码（surface code）这一常用的纠错方法，是用n × n的二维量子比特阵列，来实现一个逻辑量子比特。

但是以前量子计算机采用这种纠错方法，经常有nXn二维矩阵越大，错误率越高的问题。那是因为纠错能生效的前提是，纠错前的正确率要超过某个阈值。假如没达到这个阈值，那么越纠错反而越糟糕。好比俗话说，三个臭皮匠顶个诸葛亮，但真真做到这一点，皮匠的智力至少也得是徐庶、程昱级别。如果都是张飞这样的，恐怕是越多越添乱。

基于这样的背景，谷歌进行了很多方面的改进，终于让表面码纠错实现了正向效果，目前Willow做到了码距为7，也就7X7的量子比特矩阵。