IBM打脸Google量子霸权，但方法可能有问题_风闻

IBM在其博客上狠狠的打脸了Google近日在Nature上提出的量子霸权宣言。

他们指出，虽然量子计算机已经开始接近经典模拟的极限，而Google也宣称其在特定的计算方面已经达成过去所谓霸权的定义，那就是使用量子计算机完成了传统计算机无法达到的计算量，但根据IBM的研究，他们认为Google言过其实。

IBM的研究人员表示，根据论文的内容，Google使用了基于53个量子比特的量子计算机，并以之实现一个深度为20的超大型双量子比特栅极量子电路，该电路具备了双量子比特以及1113个单量子比特栅，保真度为0.2%。

量子霸权的概念展示了量子计算机独有的计算方式，比如说可以直接访问纠缠和叠加状态，可以同时表示更多的数字状态。但Google的研究人员忽略了，传统计算架构还是有着各种不同的优化手段，比如说各种存储器的层次结构以及不同精度计算的调整、算法、软件库等，利用不同的资源，可以让同样的计算工作在传统计算架构上获得完全不同的效率表现。

研究人员进一步表，当与经典计算进行对比时，他们过于依赖先进的仿真架构，高度利用并行特性，并且在快速运行的RAM上面执行，并没有考虑到传统计算架构中的分层存储特性来优化其在经典架构上运行的算法，这导致了经典架构上的效率落差。

而IBM的研究人员在类似的经典计算架构上套用了类似的算法，但更好的利用了RAM与磁盘存储来进行计算需要的矢量状态优化工作，并同时利用了电路划分、张量收缩地言、门聚合以及批次处理等软件优化手段，通过总线与流水线的通信传输效率提升，让这些计算很好的在CPU与GPU之间进行沟通，成功的把Google宣称需要10000年的计算量缩减到只需要2.5天就可以完成。

当然，这些针对传统计算架构的优化方式没有办法直接搬到量子计算上，比如说，经过优化的算法，可以任意多次的访问整个矢量状态。而IBM采用的仿真方式，可以达到运行时间和电路深度成线性比例的结果。

研究人员表示，通过代码优化，这些运行在经典硬件上的算法可以得到更好的结果，而且效率还会随着经典硬件的更新而增加。

黄仁勛看到IBM研究人员的结果，应该会高兴到跳起来，因为他们说利用GPU计算，可以达到更优秀的仿真能力，而且还会随着算法的优化持续改善效率。

当然，IBM并没有全盘否认Google对于量子计算生态的贡献，他们认为，建立量子计算系统是结合科学与工程的壮举，要对这种前所未有的架构进行基准测试是无比巨大的挑战，Google只是很好的证明了基于超导量子的计算有了很好的进展，已经可以逐步解决经典计算的问题，但实际上，他们的所谓成果还远远未达霸权的定义。

综合以上的意见，IBM的研究人员指出，量子计算霸权目前还不存在，这些新闻标题上的量子霸权已经达成的说法，其实误导了几乎所有人，直接宣称霸权的存在，是很不负责任的作法。

他们表示，为了使量字计算能够对社会产生积极影响，当前的任务是建构更强大的可编程量子计算系统，同时也要在软件环境上进行更好的设计，从而研发出真正优化过的量子计算算法和程序，让量子计算能够真正实用化，这才是最大的挑战。

然而IBM提出的论点其实也不是没有问题，IBM的经典计算模拟，以及2.5天的计算时间，是通过使用海量的存储系统存放53个量子比特计算机所能产生的所有量子状态的变化来达成快速访问的目的，而单是存储53个量子比特的量子状态，就需要用到250PB的磁盘存储空间，若未来使用60量子比特，或者是70个量子比特的芯片，所需要存储的量子态可能远超出地球上单一系统所能提供的存储容量，届时IBM所使用的模拟方法是否还管用？还是他们可以提出另一套优化方式，其实还未可知。

另一方面，如果一部量子计算能达成的计算工作必须使用世界上最强的超级计算机才能达成，那是否也能代表量子计算在一定程度上达成其设计目的，不论达到霸权与否？

而在Google提出量子霸权的同时，潘建伟和卢朝阳的小组也提出了使用20个光子来进行Boson Sampling(玻色取样)的实验，玻色取样同样是达成量子霸权的方式之一，而过去的纪录是同时使用了6个光子。

而潘建伟过去曾宣称，如果使用50个光子来实现量子纠缠，那么计算性能将能超越天河二号。

在量子霸权的路上还有很多争议，但我们可以确信，在各家研究机构的推动之下，量子计算的发展不会停止，而成就霸权也只是时间早晚问题。