谷歌在量子計算領域邁出關鍵一步，其最新一代Willow量子芯片成功實現硬件層面的可驗證量子算法運行。實驗數據顯示，該量子系統處理特定任務的速度較傳統超級計算機提升約13000倍，相關研究成果登上《自然》雜志封面。
這項突破的核心在于"量子回聲"算法的驗證。研究團隊通過Willow芯片測量了量子系統的非時序關聯函數（OTOC），該指標既能通過其他量子系統進行交叉驗證，又超越了經典計算機的模擬能力。實驗發現，高階OTOC指標對量子動力學細節具有長期敏感性，且能捕捉到量子干涉效應。
在性能表現上，搭載105個量子比特的Willow芯片創造了行業新紀錄。其單量子比特門保真度達99.97%，雙量子比特糾纏門保真度99.88%，讀取保真度99.5%，所有操作均以數十至數百納秒的速度完成。這種高精度使得芯片能夠在數十秒內完成數百萬次量子測量，累計完成萬億次測量，構成量子計算史上最復雜的實驗之一。
與經典計算對比時，量子處理器的信噪比優勢顯著。研究團隊在Willow芯片上耗時約2小時完成的實驗，若使用傳統超級計算機預計需要13000倍的時間。這種效率差距為藥物研發和材料科學提供了新的技術路徑，例如通過核磁共振原理解析分子內原子相互作用。
該成果的學術背景深厚，其技術基礎可追溯至1985年宏觀量子效應的突破性發現。2025年諾貝爾物理學獎得主、谷歌量子AI部門首席科學家米歇爾·H·德沃雷特參與了此次研究。超導量子電路作為構建容錯量子計算機的主流方案，其發展歷程與約翰·克拉克、約翰·M·馬蒂尼斯等學者的貢獻密不可分。
谷歌的量子戰略呈現清晰路線圖：2019年實現"超經典量子計算"，2023年完成量子糾錯原型驗證，2024年通過Willow芯片演示低于閾值的量子糾錯。下一個里程碑目標是開發長壽命邏輯量子比特，這需要系統性能和規模實現數量級提升，同時完善數百萬個關鍵組件。
