谷歌高調(diào)宣布實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”

本報(bào)特約記者　魏云峰

英國《自然》雜志23日正式刊登了谷歌關(guān)于實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”的論文后，美國谷歌公司首席執(zhí)行官皮柴在接受媒體采訪時(shí)高調(diào)評價(jià)稱：“這是足以與萊特兄弟的飛機(jī)第一次飛行相提并論的偉大發(fā)明！”按照該論文的說法，谷歌公司量子計(jì)算機(jī)200秒的計(jì)算量，當(dāng)前最先進(jìn)的傳統(tǒng)超級計(jì)算機(jī)需要花費(fèi)1萬年時(shí)間。這個(gè)消息轟動(dòng)全世界：量子計(jì)算機(jī)的時(shí)代已經(jīng)到來了嗎？

什么是“量子霸權(quán)”

“量子霸權(quán)”這個(gè)概念最早由2012年美國加州理工學(xué)院理論物理學(xué)家約翰·普瑞斯基爾提出，指量子計(jì)算機(jī)可以做到傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)不了的事。上月，美國航空航天局（NASA）網(wǎng)站發(fā)布一份谷歌公司研究報(bào)告。盡管該報(bào)告很快被撤下，但其中提及谷歌公司已經(jīng)實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”的說法依然轟動(dòng)科技界?！度毡窘?jīng)濟(jì)新聞》24日稱，傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)以“0”或“1”表示信息，而量子計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是利用量子力學(xué)“既是0也是1”的特殊狀態(tài)，可一次性處理大量信息。外界公認(rèn)量子計(jì)算機(jī)有超越傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的潛力，但當(dāng)前量子計(jì)算機(jī)的性能有限，在執(zhí)行大多數(shù)的數(shù)學(xué)問題時(shí)，效率還不如普通的筆記本電腦，因此實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”，就代表量子計(jì)算機(jī)在某個(gè)特定領(lǐng)域得以反超的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。

英國《金融時(shí)報(bào)》24日稱，谷歌在《自然》雜志上發(fā)表的論文顯示，最新實(shí)驗(yàn)基于一個(gè)包含54個(gè)量子比特的量子芯片“西克莫”。谷歌對產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的計(jì)算問題進(jìn)行驗(yàn)證，即使是當(dāng)今最先進(jìn)的傳統(tǒng)超級計(jì)算機(jī)“頂點(diǎn)”也要耗時(shí)1萬年，但“西克莫”僅用200秒便完成了運(yùn)算。谷歌由此宣稱，已經(jīng)打造出第一臺運(yùn)算能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)超級計(jì)算機(jī)的量子計(jì)算機(jī)。美國麻省理工學(xué)院教授威廉·奧利佛認(rèn)為，這是量子計(jì)算領(lǐng)域的“里程碑”和“非凡成就”。谷歌首席執(zhí)行官皮柴更是宣稱，此次成果在量子計(jì)算發(fā)展史上的地位，可媲美萊特兄弟發(fā)明飛機(jī)時(shí)的首次試飛。

遭遇質(zhì)疑

盡管谷歌公司的這篇論文得到《自然》雜志的“背書”，但量子計(jì)算領(lǐng)域的另一個(gè)巨頭IBM公司卻對此提出質(zhì)疑。早在相關(guān)報(bào)告首次在NASA網(wǎng)站上發(fā)布后，IBM研究主管吉爾就公開表示，對谷歌取得的一些技術(shù)進(jìn)步給予肯定，但對實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”的說法表示不屑。IBM團(tuán)隊(duì)隨后表示，谷歌的評估測試存在缺陷，根據(jù)IBM的估算，在傳統(tǒng)超級計(jì)算機(jī)上模擬谷歌的計(jì)算結(jié)果其實(shí)只需要兩天半，根本用不了1萬年。因此“完成傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)無法完成的工作”這一“量子霸權(quán)”的臨界值還沒有達(dá)到。

IBM還吐槽了“量子霸權(quán)”這個(gè)提法，認(rèn)為它會誤導(dǎo)公眾對量子計(jì)算機(jī)真正價(jià)值的判斷：“由于每種計(jì)算機(jī)都有其獨(dú)特的優(yōu)勢，量子計(jì)算機(jī)永遠(yuǎn)不會‘凌駕于傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)之上，而是與它們協(xié)同工作”。

此外，即便谷歌量子計(jì)算機(jī)在特定問題上形成了“量子霸權(quán)”，但在其他應(yīng)用上能給效率帶來多少提升還是個(gè)未知數(shù)?！度毡窘?jīng)濟(jì)新聞》也承認(rèn)，要實(shí)現(xiàn)支持廣泛運(yùn)算的量子計(jì)算機(jī)仍需要較長時(shí)間。

量子計(jì)算機(jī)前景廣闊

即便當(dāng)前量子計(jì)算機(jī)仍遠(yuǎn)不成熟，但其強(qiáng)大的運(yùn)算能力已經(jīng)受到各國追捧。例如它可以緩解城市地區(qū)的交通擁堵。無數(shù)的車輛按各自的情況行駛，引發(fā)交通擁堵，短時(shí)間計(jì)算每輛車的行駛路線較為困難。如果使用量子計(jì)算機(jī)、向每輛車提出“不會引發(fā)交通擁堵的最佳路線”，有助于緩解擁堵。在金融、物流、醫(yī)藥等行業(yè)，量子計(jì)算機(jī)前景廣闊。

目前美國、日本等多國都加緊量子計(jì)算機(jī)的研究，中國研究人員也在奮起直追。據(jù)介紹，中國科技大學(xué)以及浙江大學(xué)等機(jī)構(gòu)的研究人員已成功研制出了20個(gè)量子比特的量子處理器，正在研制50個(gè)量子比特以上的量子處理器，與谷歌相比僅落后一到兩年。阿里巴巴、騰訊和百度等也相繼布局量子計(jì)算?！?/p>