谷歌高调宣布实现“量子霸权”

本报特约记者   魏云峰  

英国《自然》杂志23日正式刊登了谷歌关于实现“量子霸权”的论文后，美国谷歌公司首席执行官皮柴在接受媒体采访时高调评价称：“这是足以与莱特兄弟的飞机第一次飞行相提并论的伟大发明!”按照该论文的说法，谷歌公司量子计算机200秒的计算量，当前最先进的传统超级计算机需要花费1万年时间。这个消息轰动全世界：量子计算机的时代已经到来了吗？

什么是“量子霸权”

“量子霸权”这个概念最早由2012年美国加州理工学院理论物理学家约翰·普瑞斯基尔提出，指量子计算机可以做到传统计算机实现不了的事。上月，美国航空航天局(NASA)网站发布一份谷歌公司研究报告。尽管该报告很快被撤下，但其中提及谷歌公司已经实现“量子霸权”的说法依然轰动科技界。《日本经济新闻》24日称，传统的计算机以“0”或“1”表示信息，而量子计算机的特点是利用量子力学“既是0也是1”的特殊状态，可一次性处理大量信息。外界公认量子计算机有超越传统计算机的潜力，但当前量子计算机的性能有限，在执行大多数的数学问题时，效率还不如普通的笔记本电脑，因此实现“量子霸权”，就代表量子计算机在某个特定领域得以反超的关键节点。

英国《金融时报》24日称，谷歌在《自然》杂志上发表的论文显示，最新实验基于一个包含54个量子比特的量子芯片“西克莫”。谷歌对产生随机数的计算问题进行验证，即使是当今最先进的传统超级计算机“顶点”也要耗时1万年，但“西克莫”仅用200秒便完成了运算。谷歌由此宣称，已经打造出第一台运算能力远远超过传统超级计算机的量子计算机。美国麻省理工学院教授威廉·奥利佛认为，这是量子计算领域的“里程碑”和“非凡成就”。谷歌首席执行官皮柴更是宣称，此次成果在量子计算发展史上的地位，可媲美莱特兄弟发明飞机时的首次试飞。

遭遇质疑

尽管谷歌公司的这篇论文得到《自然》杂志的“背书”，但量子计算领域的另一个巨头IBM公司却对此提出质疑。早在相关报告首次在NASA网站上发布后，IBM研究主管吉尔就公开表示，对谷歌取得的一些技术进步给予肯定，但对实现“量子霸权”的说法表示不屑。IBM团队随后表示，谷歌的评估测试存在缺陷，根据IBM的估算，在传统超级计算机上模拟谷歌的计算结果其实只需要两天半，根本用不了1万年。因此“完成传统计算机无法完成的工作”这一“量子霸权”的临界值还没有达到。

IBM还吐槽了“量子霸权”这个提法，认为它会误导公众对量子计算机真正价值的判断：“由于每种计算机都有其独特的优势，量子计算机永远不会‘凌驾’于传统计算机之上，而是与它们协同工作”。

此外，即便谷歌量子计算机在特定问题上形成了“量子霸权”，但在其他应用上能给效率带来多少提升还是个未知数。《日本经济新闻》也承认，要实现支持广泛运算的量子计算机仍需要较长时间。

量子计算机前景广阔

即便当前量子计算机仍远不成熟，但其强大的运算能力已经受到各国追捧。例如它可以缓解城市地区的交通拥堵。无数的车辆按各自的情况行驶，引发交通拥堵，短时间计算每辆车的行驶路线较为困难。如果使用量子计算机、向每辆车提出“不会引发交通拥堵的最佳路线”，有助于缓解拥堵。在金融、物流、医药等行业，量子计算机前景广阔。

目前美国、日本等多国都加紧量子计算机的研究，中国研究人员也在奋起直追。据介绍，中国科技大学以及浙江大学等机构的研究人员已成功研制出了20个量子比特的量子处理器，正在研制50个量子比特以上的量子处理器，与谷歌相比仅落后一到两年。阿里巴巴、腾讯和百度等也相继布局量子计算。▲