鬧“烏龍”的量子霸權 何以攪動一池春水

量子霸權真的實現了嗎？答案就像那隻薛定諤的貓，令人捉摸不透。

據外媒報道，谷歌研發團隊日前在一篇論文中稱，他們首次展示了量子霸權。不過這篇刊發在美國國家航空航天局（NASA）官網上的論文，隨後又被刪除了。

無論有沒有實現，量子霸權都像一位重量級神秘嘉賓，註定在出場之前就吊足大家的胃口。

3分20秒 VS 1萬年

這當然與量子霸權本身的重要意義有關。

“量子霸權聽起來有點霸道，它的真實意思是量子計算機達到超越經典大型計算機的臨界點，這個超越不是超越一倍、兩倍，而是經典計算機無法達到的一個目標。”中國科學技術大學中科院量子信息重點實驗室韓 正甫教授説。

據外媒報道，谷歌在已撤掉的論文中透露，其量子處理器在3分20秒內所執行的任務，今天最先進的超級計算機需要花費大約1萬年時間去計算。谷歌科研團隊表示，這場實驗“標誌着一個唯獨可在量子處理器上執行的計算”。

這篇論文內容是否屬實，我們暫時按下不表。倒是可以先説説，量子計算機為何具有這麼強大的潛力？

“量子計算機和經典計算機的底層運行模式大不相同。”中科院物理研究所研究員、固態量子信息與計算實驗室主任範桁接受科技日報記者採訪時説。

範桁介紹，經典計算機的最基本單元是由0和1組成的比特，而量子計算機的底層運行模式符合量子力學，它的最基本單元是量子比特。這時0和1不再是單純的0和1，它可以既是0，又是1。

量子比特的魅力在於，每增加一個量子比特，經典計算機模擬需要成倍的資源，比如存儲和運行時間。

韓 正甫告訴記者，在這些報道中量子比特數就是量子計算機處理問題的邏輯門的數量。量子比特的增加對應量子計算機計算速度的指數增加。比如51個量子比特和53個量子比特的量子計算機相比，計算速度的差別可以看成是2的51次方和2的53次方之比。

猶如萊特兄弟首次飛行

量子計算領域對於實現量子霸權翹首以盼多時。那麼，假如真的實現了量子霸權又意味着什麼？

“意味着量子計算機真的能夠解決一些現實問題了。至少可以相信，量子計算機不是一個虛無縹緲的概念。” 韓 正甫回答説。

韓 正甫介紹，儘管量子計算機的研究已持續多年，而且已有不少進展，但關於量子計算機的爭論一直沒有停止。有人認為量子計算機僅僅是個概念，在現實中無法實現。如果真的實現量子霸權，那麼將平息很多相關爭論，之後要做的就是推動量子計算機走向實用。

麻省理工學院教授、量子計算領域專家威爾·奧利弗則把實現量子霸權比作萊特兄弟實現首次飛行。他表示，這將給量子計算領域研究注入更多動力，幫助量子計算機更快地發揮其潛能。

但實現量子霸權並不代表量子計算機已全面超越經典計算機。

“目前整個量子計算機體系還未完全確定，還有很多問題需要解決。現在量子計算機的研發仍處於競爭的早期階段，也就是實驗室競爭階段。” 韓 正甫告訴科技日報記者。

談到量子計算機研發所面臨的核心難題，韓 正甫舉例説，量子計算機每增加一個量子比特，所有量子比特之間都需要存在糾纏關係，因此量子比特數量的增加本身就具有難度。更具挑戰的是提升量子比特運行的精度和可靠性——這些方面僅靠技術上的優化遠遠不夠，它們呼喚理論上的突破。

即便長遠來看，量子計算機也不會完全取代經典計算機。“量子計算機對經典計算機提出了更高要求，但量子計算機並不能包治百病。對於有些問題，量子計算機處理起來十分強大，對於另外一些問題，經典計算機處理得更好，將來它們是互相補充的關係。”範桁説。（科技日報北京9月24日電）