IBM 量子计算机在 19 秒内完成了超级计算机可能需要 110 年才能完成的任务！

IBM 的量子计算机在短短 19 秒内完成了一项复杂计算，而超级计算机估计需要 110 年。这次实验为什么如此重要？

October 04, 2026 / 16:23 IST

• IBM 量子计算机在 19 秒内解决了复杂任务。
• 该任务若由超级计算机完成将耗时 110 年。
• 展示了在特定任务中的量子优越性。

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IBM 的量子计算机在短短 19 秒内完成了一项复杂计算，这项任务估计会让世界上最强大的超级计算机之一耗费约 110 年的时间。该实验突显了量子技术在特定任务中超越传统计算系统的巨大潜力。

研究人员使用 IBM 的 Nighthawk R2 量子处理器执行了一项名为随机线路采样的计算。该处理器使用 61 个量子比特生成了 100 万个样本，展示了量子计算机处理传统机器极难解决的问题的潜力。

这些发现进一步证明了量子优越性，即量子计算机在特定计算任务上优于经典系统。然而，这并不意味着量子计算机在所有方面都更快。

IBM 的量子处理器完成一项复杂任务

IBM 的 Nighthawk r2 处理器运行了一个涉及 36 个量子操作周期的随机线路采样实验。研究人员选择了 61 个量子比特，并应用了 918 个双量子比特门来创建复杂的量子态。处理器随后在 19 秒内生成了 100 万个样本。

相比之下，在 Frontier 超级计算机上复现相同的计算估计需要大约 110 年。

什么是随机线路采样？

随机线路采样是用于测试量子计算性能的专用基准。与使用表示 0 或 1 的比特的传统计算机不同，量子计算机使用的量子比特可以通过叠加以多种状态组合的形式存在。

在实验过程中，量子门按顺序应用以生成复杂状态。随后对系统进行重复测量以产生比特串。随着量子比特数量和操作次数的增加，在传统计算机上模拟这些操作变得越来越吃力。

科学家是如何计算出 110 年差距的？

研究人员使用了一种称为张量网络收缩的数学技术来估算复现量子结果所需的计算能力。他们的计算表明，该任务需要大约 1.2×10271.2 \times 10^{27}1.2×1027 次计算操作。

然而，这一估算取决于模拟方法。更高效的算法可能会显著缩短时间。

量子计算机能取代超级计算机吗？

该实验展示了在特定基准上的量子优越性，而非在日常计算中的优越性。量子计算机仍然面临涉及硬件误差、可扩展性和实际应用方面的挑战。这项研究作为预印本发布在 arXiv 上，尚未经过同行评审。

尽管如此，这项实验标志着在开发能够解决有用的现实世界问题的量子计算机竞赛中迈出了重要一步。

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