微軟的拓撲量子計算看起來遙遙無期，Intel專注的矽量子點技術也比較冷門。谷歌和IBM的超導量子計算進展最快，也就成了最有希望率先破局的存在。
雖然官網很快撤下(xià)了論文，但NASA驗證谷歌獲得“量子霸權”的消息，已經讓潛在對手和等待已久的業界集體(tǐ)躁動了起來。

相關内容想必大(dà)家已經看到了許多讨論，就不再贅述了。簡單來說，就是谷歌的量子計算機完成相關計算的時間是200秒，而經典計算機summit要花一(yī)萬年。這被看做是“量子計算機首次完全超越經典計算機”，也就是所謂的“量子霸權”。

當然，這并不代表“優勢”能一(yī)直保持，距離(lí)真正可行的實際應用還很遙遠，也并不會帶來什麽國家安全上的威脅（真有這麽厲害各國情報人員(yuán)一(yī)定早就拉警報了）……

因此與技術本身相比，巨頭們圍繞“量子霸權”這一(yī)名詞放(fàng)風卡位，作爲這一(yī)領域的固定表演節目，反而是更加有趣的一(yī)件事。

量子霸權的真相：車(chē)輪戰和輿論戰

從2015年開(kāi)始，這場名叫“量子霸權”的競賽就已經很激烈了。

在Google、IBM、Intel、Microsoft等等重量級玩家陣容中(zhōng)，微軟的拓撲量子計算看起來遙遙無期，Intel專注的矽量子點技術也比較冷門。谷歌和IBM的超導量子計算進展最快，也就成了最有希望率先破局的存在。

問題是，誰能率先取得突破？每年的“官宣”就是更新大(dà)衆認知(zhī)、奠定行業地位的關鍵時期。

2017年4月，Google宣布要在年底打造出世界上第一(yī)台超越傳統計算機的量子計算機，實現49個量子比特的操控。同年11月，就被IBM搶了首發，推出了可以“支持50 個量子比特的計算機”，将使用在下(xià)一(yī)代的IBM Q系統中(zhōng)。

這在當時不僅僅代表技術上打破了谷歌的“量子壟斷”，還顯露出了工(gōng)程化的可能性，在此之前全世界還沒有一(yī)家公司可以在這樣的尺度上構建一(yī)個量子計算機，許多業内人士都認爲量子霸權将在一(yī)年内實現。

谷歌必須不能忍。随即就在2018年鉚足了勁沖擊“量子霸權”，公布了一(yī)款名爲Bristlecone的芯片，并宣稱這款芯片可以支持72個量子比特的計算。下(xià)半年，又(yòu)與NASA達成合作，利用其超級計算機通過谷歌雲測試Bristlecone的性能，勢要踹開(kāi)量子霸權的臨門一(yī)腳。

IBM的“回應”也在2019年1月如期而至，美國CES展上，IBM展示了自己最新的可操縱20個量子比特的“IBM Q系統1”。雖然量子比特的數量不及業界此前發布的一(yī)些設備，但表現穩定、結構緊湊，被看做是可“商(shāng)用”的量子計算機雛形。

而谷歌剛剛靠NASA的助攻下(xià)拿到“量子霸權”的首發之時，IBM更是公開(kāi)表示不服，高管羅伯特·薩托（Robert Sutor）說“我(wǒ)們根本不用（這個詞）”“我(wǒ)們一(yī)點都不在乎”，并宣布推出53量子比特的可“商(shāng)用”量子計算機。

不難發現，谷歌與IBM這兩個“學霸”在勇争第一(yī)的道路上神奇地保持着有來有往的平衡。

雙方忙着大(dà)打輿論戰，路人卻越來越糊塗。

首先，大(dà)衆很難對相關報道進行獨立核實，比如這次谷歌就拒絕對NASA報告進行置評，論文還很快就被撤下(xià)了。實驗結果也沒有同行評議，無法複現，而硬件也沒見到傳說中(zhōng)的量産實物(wù)，谷歌的芯片也好，IBM的商(shāng)用機也罷，都被認爲欠缺權威性。

這種“别問，問就是看通稿”的迷之默契，讓這場聲勢浩大(dà)的“量子霸權”之争，顯得别有意味……

“量子式哲學”：技術自由“心證”

要弄懂谷歌和IBM這種有來有往、隔空喊話(huà)的掐架模式，首先需要聊聊，“量子霸權”究竟重要在哪兒？

我(wǒ)們知(zhī)道，量子計算能夠在同時完成經典計算（并行計算）的時候，并将它們按一(yī)定的概率振幅疊加（相幹疊加）起來，這會使計算機的計算能力随可操縱的粒子數呈現出驚人的指數增長，解決經典計算機無法解決的大(dà)規模計算難題。

誰先獲得“量子霸權”，就意味着誰掌握了技術制高點，與新計算世界的标準制定權，在市場競争中(zhōng)占據有利位置。

主導權不得不争，那麽問題來了，IBM、谷歌，包括英特爾、微軟選擇的都是通過積極競賽，試圖碾壓和勸退潛在的競争對手，卻對自家的實驗細節諱莫如深。都是搞技術的人，大(dà)家真誠一(yī)點不好嗎(ma)？

答案或許是，實打實的技術突破真心太難了！

大(dà)衆和資(zī)本翹首以盼，這麽形容社會對量子計算的期待并不爲過。最常聽(tīng)到的“恐怖故事”，就是量子加密，破譯現在的任何密碼都是小(xiǎo)case，再聯想一(yī)下(xià)國防和金融安全。不僅普通人已經被培養出了“國家興亡，全靠量子”的科學素養，資(zī)本也通過大(dà)量證據，認爲量子計算機的“優勢”是注定會出現的，那麽“量子霸權”自然就成爲新舊(jiù)技術世界的轉折标志(zhì)。率先押注可能帶來未來收益的種子選手，也就不足爲奇了。

但與全社會殷切期盼形成鮮明對比的，就是量子技術的瓶頸并不像量子本身一(yī)樣脆弱。相反，還特别頑強。

因爲，實現量子霸權至少有兩個關鍵條件：一(yī)是計算的比特數，普遍認爲應該在70-100之間。二是糾錯容錯能力，要将錯誤率控制在0.1%以内。

量子數量目前已經有許多突破，D-Wave公司的産品甚至已經實現了2000個量子比特，但問題是，随着量子比特數量的增加，錯誤率也随之增加，太高就會讓量子計算毫無意義。而要保持計算的穩定性，也就是量子糾纏操縱精度、相幹特性、邏輯門保真度等指标，縱使谷歌和IBM工(gōng)程師們都秃了頭也進展緩慢(màn)。

目前，最低的錯誤率在0.5%左右，這意味着每200次操作中(zhōng)大(dà)約有一(yī)個錯誤。聽(tīng)起來還不錯？可是這比标準計算機的錯誤率高太多了，後者大(dà)約每1017次運算才有一(yī)個錯誤。

這會導緻什麽呢？那就是存在嚴重的工(gōng)程障礙。量子計算機在做任何有用的實際運算中(zhōng)，要額外(wài)增加千倍的算力去(qù)進行糾錯，而這遠遠超出了當前的技術水平。

就算在學術上實現了，應用中(zhōng)也需要付出巨大(dà)的開(kāi)銷成本，恐怕會讓商(shāng)業客戶直接勸退。

所以，目前主流的量子計算應用探索，尚且集中(zhōng)在量子加密，以及量子模拟等基礎研究上，距離(lí)真正的商(shāng)業應用還很遙遠。

這種情況大(dà)衆尚能淡定，但資(zī)本與輿論場卻有點不從容了。

要知(zhī)道，爲了沖擊“量子霸權”，IBM投入了約30億美元，谷歌經費(fèi)屢創新高。花錢如流水，自然也要給廣大(dà)股東們一(yī)個交代吧。畢竟，雖說目前是量子雙寡頭，但初創企業在資(zī)本助推下(xià)不斷湧現，老牌計算巨頭英特爾也锲而不舍。

所以每年秋季，就是兩大(dà)學霸爲了證明自己的領先地位而争相“交作業”的時候。

既要不斷沖擊新的學術高峰，又(yòu)要讓脆弱的量子變得可控可用，量子計算這兩大(dà)戰役都不是一(yī)年兩年就能結束的。年度“秀場”也就不得不借助“震驚部”的才華，在“數字”與“話(huà)術”上實現碾壓了。

量子時代的中(zhōng)國速度：故事才剛剛開(kāi)始

谷歌與IBM的“量子霸權”争奪，有點像學霸們明明知(zhī)道自己隻能考60分(fēn)，但誰都不想讓年級第一(yī)的人設倒掉，也不好告訴家長培訓班的錢都白(bái)花了，隻好一(yī)面對外(wài)宣布一(yī)個比對方高一(yī)點點的分(fēn)數，一(yī)面就是将卷面藏着掖着誰都不給看。

就着這場糾結而複雜(zá)的口水官司，不難看出，CPU時代的種種神話(huà)已成往事，量子時代的到來才是國家與企業競速的關鍵。

所以也是時候讨論一(yī)個大(dà)家都更爲關注的問題了——那就是，量子霸權注定就是谷歌或IBM的囊中(zhōng)之物(wù)了嗎(ma)？如果該領域也被加強技術封鎖，中(zhōng)國這個後進生(shēng)又(yòu)該怎麽辦？

關于這個話(huà)題，我(wǒ)們和一(yī)些專業人士聊了聊，壞消息是，各國在量子霸權上的争奪，雖不至于劍拔弩張，但也不容樂觀。其中(zhōng)，美國穩居第一(yī)梯隊，并且政策上已經開(kāi)始嚴防死守。

去(qù)年，特朗普簽署了一(yī)項量子計算相關法案，不僅将發展量子計算作爲國家戰略布局，而且明确相關技術不能外(wài)流。在美國商(shāng)務部工(gōng)業安全署BIS針對關鍵技術和相關産品的出口管制中(zhōng)，量子計算作爲國家安全和高技術的代表，赫然在列。

換句話(huà)說，這場特殊的科技競賽中(zhōng)，一(yī)開(kāi)始就流露出了濃重的火(huǒ)藥味。

先别急着呼吸困難地“卡脖子”，但同時，好消息是，中(zhōng)國在量子計算的道路上并不像經典計算時代那樣步履蹒跚，相反，在基礎學科上已經擁有了不少值得稱道的積累。

比如SCI論文總量，中(zhōng)國就位列全球第二。頂尖科研機構也占據全球TOP20中(zhōng)的三席，分(fēn)别爲中(zhōng)國科學院（第三）、中(zhōng)國科學技術大(dà)學（第七）和清華大(dà)學（第十七）。

人才儲備方面，中(zhōng)國籍或華人科學家也占據了論文發表數量前20名榜單的近一(yī)半，中(zhōng)科大(dà)郭光燦院士論文數量更是高居榜首。華人科學家在量子計算領域的貢獻占比不斷攀升，也會持續提升中(zhōng)國在量子計算領域的國際話(huà)語權。

學術突破方面，最典型的代表，是中(zhōng)科院潘建偉院士團隊近兩年的研究。去(qù)年六月，完成了12個超導比特量子的糾纏态；前不久，又(yòu)成功實現了全光量子中(zhōng)繼器的原理性驗證，爲長距離(lí)量子通訊網絡的構建打下(xià)了基礎，在國際範圍内尚屬首次。

這種不斷刷新學界高度的研發速度，正在疊加成量子世界的“中(zhōng)國效應”。

應用方面，中(zhōng)國科技巨頭的反應也并不緩慢(màn)。BAT、華爲在内都相繼發布了量子計算戰略，投入衆多資(zī)源招攬人才、産學合作。

其中(zhōng)奔跑速度最快的華爲，去(qù)年就公布了量子計算模拟器HiQ，能夠模拟42量子比特電路；今年的全聯接大(dà)會上，HiQ再一(yī)次升級，推動量子計算在中(zhōng)國産業端繼續向前。

加上各地量子科技産業基地紛紛落成，新的量子計算實驗室出現，社會性資(zī)本開(kāi)始活躍，中(zhōng)國的量子計算産業正在逐漸生(shēng)長出了完整而立體(tǐ)的産業地圖。

從這個角度看，如果說CPU時代中(zhōng)國隻能亦步亦趨，但“量子戰争”卻是我(wǒ)們不容掉隊、也沒有錯過的未來遊戲。

正如中(zhōng)科大(dà)教授郭國平所說，“如果說實現通用量子計算機像一(yī)場馬拉松，現在才跑了幾公裏。你前面領先，我(wǒ)後面有機會。”而玩家們的區别或許在于，有的在以令人恐慌的速度奔跑，有的則需要不斷制造“霸權焦慮”來兜售恐慌。

責任編輯：中(zhōng)山網站建設
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