谷歌高調宣佈實現“量子霸權”

本報特約記者   魏雲峯  

英國《自然》雜誌23日正式刊登了谷歌關於實現“量子霸權”的論文後，美國谷歌公司首席執行官皮柴在接受媒體採訪時高調評價稱：“這是足以與萊特兄弟的飛機第一次飛行相提並論的偉大發明!”按照該論文的説法，谷歌公司量子計算機200秒的計算量，當前最先進的傳統超級計算機需要花費1萬年時間。這個消息轟動全世界：量子計算機的時代已經到來了嗎？

什麼是“量子霸權”

“量子霸權”這個概念最早由2012年美國加州理工學院理論物理學家約翰·普瑞斯基爾提出，指量子計算機可以做到傳統計算機實現不了的事。上月，美國航空航天局(NASA)網站發佈一份谷歌公司研究報告。儘管該報告很快被撤下，但其中提及谷歌公司已經實現“量子霸權”的説法依然轟動科技界。《日本經濟新聞》24日稱，傳統的計算機以“0”或“1”表示信息，而量子計算機的特點是利用量子力學“既是0也是1”的特殊狀態，可一次性處理大量信息。外界公認量子計算機有超越傳統計算機的潛力，但當前量子計算機的性能有限，在執行大多數的數學問題時，效率還不如普通的筆記本電腦，因此實現“量子霸權”，就代表量子計算機在某個特定領域得以反超的關鍵節點。

英國《金融時報》24日稱，谷歌在《自然》雜誌上發表的論文顯示，最新實驗基於一個包含54個量子比特的量子芯片“西克莫”。谷歌對產生隨機數的計算問題進行驗證，即使是當今最先進的傳統超級計算機“頂點”也要耗時1萬年，但“西克莫”僅用200秒便完成了運算。谷歌由此宣稱，已經打造出第一台運算能力遠遠超過傳統超級計算機的量子計算機。美國麻省理工學院教授威廉·奧利佛認為，這是量子計算領域的“里程碑”和“非凡成就”。谷歌首席執行官皮柴更是宣稱，此次成果在量子計算發展史上的地位，可媲美萊特兄弟發明飛機時的首次試飛。

遭遇質疑

儘管谷歌公司的這篇論文得到《自然》雜誌的“背書”，但量子計算領域的另一個巨頭IBM公司卻對此提出質疑。早在相關報告首次在NASA網站上發佈後，IBM研究主管吉爾就公開表示，對谷歌取得的一些技術進步給予肯定，但對實現“量子霸權”的説法表示不屑。IBM團隊隨後表示，谷歌的評估測試存在缺陷，根據IBM的估算，在傳統超級計算機上模擬谷歌的計算結果其實只需要兩天半，根本用不了1萬年。因此“完成傳統計算機無法完成的工作”這一“量子霸權”的臨界值還沒有達到。

IBM還吐槽了“量子霸權”這個提法，認為它會誤導公眾對量子計算機真正價值的判斷：“由於每種計算機都有其獨特的優勢，量子計算機永遠不會‘凌駕’於傳統計算機之上，而是與它們協同工作”。

此外，即便谷歌量子計算機在特定問題上形成了“量子霸權”，但在其他應用上能給效率帶來多少提升還是個未知數。《日本經濟新聞》也承認，要實現支持廣泛運算的量子計算機仍需要較長時間。

量子計算機前景廣闊

即便當前量子計算機仍遠不成熟，但其強大的運算能力已經受到各國追捧。例如它可以緩解城市地區的交通擁堵。無數的車輛按各自的情況行駛，引發交通擁堵，短時間計算每輛車的行駛路線較為困難。如果使用量子計算機、向每輛車提出“不會引發交通擁堵的最佳路線”，有助於緩解擁堵。在金融、物流、醫藥等行業，量子計算機前景廣闊。

目前美國、日本等多國都加緊量子計算機的研究，中國研究人員也在奮起直追。據介紹，中國科技大學以及浙江大學等機構的研究人員已成功研製出了20個量子比特的量子處理器，正在研製50個量子比特以上的量子處理器，與谷歌相比僅落後一到兩年。阿里巴巴、騰訊和百度等也相繼佈局量子計算。▲