谷歌在當地時間周三突然宣稱其實現了量子計算領域的重要裏程碑——“量子霸權”。谷歌表示，已經設計出一(yī)個機器，隻需200秒就能解決世界上最快的超級計算機要花一(yī)萬年才能解決的問題。

谷歌故意讓傳統計算機“變笨”？

谷歌在一(yī)條公開(kāi)發布的博客中(zhōng)公布了這一(yī)震撼計算機界的消息，同時還附上了在《自然》雜(zá)志(zhì)上發表的科學論文。

上個月，谷歌的一(yī)篇論文被洩露，該論文聲稱谷歌已經能夠利用一(yī)台 53 量子比特的量子計算機實現傳統架構計算機無法完成的任務——在世界第一(yī)超算Summit需要計算 1 萬年的實驗中(zhōng)，谷歌的量子計算機隻用了 3 分(fēn) 20 秒。

谷歌10月23日發表的博客，讓這一(yī)消息實錘，并成爲世界上首個宣稱實現“量子霸權”的公司。實現了“量子霸權”意味着量子計算機距離(lí)實用又(yòu)邁進了一(yī)大(dà)步。

所謂“量子霸權”，是指當量子計算機發展到50個比特時，計算能力将全面超越世界上最快的傳統計算機，實現“稱霸”。谷歌和IBM都已分(fēn)别在2017年11月和2018年3月宣稱實現了50個和72個量子位的原型機。

但有趣的是，競争對手IBM第一(yī)時間對谷歌的這一(yī)“宣稱”做出回應，并讓谷歌的這一(yī)研究結果大(dà)打折扣。IBM在一(yī)篇博客中(zhōng)表示，谷歌高估了計算項目的難度。IBM稱谷歌所宣稱的經典計算機需要一(yī)萬年執行的任務，其實隻要2.5天就能完成。

IBM還呼籲業界都引起質疑。“我(wǒ)們敦促業界用質疑的态度來對待這一(yī)曆史上的首次‘宣稱’，即量子計算機能夠實現經典計算機不能實現的任務。”IBM表示。

爲了質疑谷歌，IBM還提出“量子優勢”的概念，認爲應該在一(yī)個真實應用場景，比如金融服務、AI、化學中(zhōng)，來對比量子計算機和經典計算機的工(gōng)作。

意義堪比第一(yī)架飛機試飛

谷歌CEO桑德爾-皮查伊很快予以還擊，并把首次實現“量子霸權”的意義與萊特兄弟(dì)的首次試飛相提并論。皮查伊表示：“人類的首架飛機飛行時間隻有12秒，因此也不可能有實際的應用。但這證明了飛機飛行的可能性。”

一(yī)位量子信息技術的從業人員(yuán)對第一(yī)财經記者表示：“通過論文的預印本補充材料可以看出，谷歌用作對比的經典算法降低了經典計算機的‘智商(shāng)’，是拿完全沒有優化過的‘最笨’的算法來進行對比，因此有點誇大(dà)對比結果之嫌。”

如果像IBM所說的，經典計算機需要2.5天解決的問題，量子計算機用了200秒解決，這與谷歌宣稱的一(yī)萬年與200秒的對比，效果上打了不少折扣，也就是說量子計算機的優勢并不那麽明顯。

但由于“量子霸權”并沒有對量子計算機比經典計算機快多少做出定義，理論上隻要量子計算機被證明快于經典計算機，都能被視爲實現“量子霸權”。

對此，麻省理工(gōng)學院教授Peter Shor認爲，量子計算機和經典計算機的速度是很難做比較的。“這就好像無法回答‘火(huǒ)車(chē)要比船快多少的問題’。”Shor教授在近期上海舉行的一(yī)場墨子沙龍上表示，“這不僅僅取決于運輸方式，還取決于目的地在哪裏。”

Shor指出，公衆的一(yī)個誤區是往往局限于計算機的速度多快，而忽視了它的記憶和儲存。他解釋道：“量子計算機上的每一(yī)步幾乎肯定要比傳統計算機要複雜(zá)，但是量子計算機可以利用量子力學特性的算法，大(dà)大(dà)減少所需要的部署，從而加快計算的速度，這個是傳統計算機所不具備的。”

量子計算機與經典計算機的顯著差異在于，傳統的計算機存儲數據的方式是0或者1，這就好比一(yī)個開(kāi)關，隻有“開(kāi)”和“關”兩種狀态；而量子計算機存儲數據方式是依賴量子比特，可以是介于0和1之間的任何狀态，這令其速度更快。

十年内可能無法改變世界

目前谷歌、IBM和英特爾等美國公司都在緻力于量子計算機的研發。英特爾量子硬件部門總監Jim Clarke表示：“量子可能是未來100年做重要的計算機技術，就好像宇宙空間科學一(yī)樣，它的研究可能要通過一(yī)代人的努力才能進步一(yī)點點。”

正如皮查伊所說的，最初的量子計算機可能還無法馬上投入實際使用。甚至在未來十年内，人們都無法看到量子計算機給世界帶來實際的改變。但谷歌預測，量子計算機的潛在應用包括飛機和汽車(chē)輕量化電池的設計以及藥物(wù)設計等。

谷歌也承認，量子計算機要實現必要的計算能力，還需要工(gōng)程界和科學界很多年的努力。“但是我(wǒ)們看到了這條路是清晰的，并且會一(yī)緻朝前走。”谷歌表示。

谷歌還表示，他們将盡快開(kāi)發一(yī)款能夠“容忍噪音和錯誤”的量子計算機。這種量子計算機原則上能夠處理任何問題。理論上講，它們需要更強大(dà)的處理器，能夠包容更多的量子比特，而且爲了達到糾錯功能，還需要機器冗餘。不過業内預計，要實現這樣的技術至少還要等上10年左右。

對于量子計算機的商(shāng)業化前景，谷歌表示：“對于量子計算的保守估計，投資(zī)者預計隻能在長期獲得回報。盡管如此，我(wǒ)們依然認爲，随着小(xiǎo)型的量子計算機會在5年内逐漸興起，短期的回報仍然是有可能的，雖然這些設備無法實現完全的糾錯功能。”

但漫長的商(shāng)業化路徑無法阻擋全球科研人員(yuán)在量子技術領域展現他們最新的研究成果。比如中(zhōng)國發射的全球首顆量子科學實驗衛星“墨子号”，它爲探索未來空間尺度量子通信應用的可能性做出巨大(dà)貢獻。

責任編輯：中(zhōng)山網站建設
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