為了證明中國科技不行，美國媒體努力了 | 袁嵐峯_風聞

導讀

　　被人橫挑鼻子豎挑眼正是成功的標誌，説明中國進入了量子計算的第一方陣。感謝《美國之音》，為我們做出了這個認證。

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　　https://www.ixigua.com/6915322077394240007

　　本視頻發佈於2021年1月9****日，播放量已超七百萬

　　最近，中國的量子計算機“九章”引起了世界轟動。論文發表在《Science》上，許多國際專家盛讚它在基礎科學與實驗技術上的突破。然而，也有一些媒體發出了酸溜溜的聲音。

　　九章在《Science》上的論文

　　（https://science.sciencemag.org/content/370/6523/1460.full）

　　例如最近《美國之音》説，“目前國際量子計算機界專家正在對中國相關論文的數據進行評價審查”。

　　《美國之音》報道標題

　　《美國之音》報道1

　　這話似乎是想引導讀者以為，九章的數據還沒有經過評審。實際上，在《Science》上發表之前，就已經有專家評審過了，否則怎麼可能發出來？

　　《美國之音》還説，“中國在本月初宣佈已成功打造出世界上最快、算力最強的量子計算機”，“中國官方媒體稱這是中國‘里程碑式突破’”。

　　這話説的，好像九章的成果是中國官方媒體自封的似的。《Science》難道不是美國的雜誌嗎？《Science》上發表的文章，難道不是經過國際同行審稿的嗎？

　　前面這些話術比較拙劣，稍微有點經驗的讀者都能看出來。然後《美國之音》説，“‘九章’速度遭質疑”，請了一位專家進行了技術性的討論。這就不是人人都能理解的了，我來解讀一下。

　　《美國之音》報道2

　　這位專家是一位真正的業界大牛、加州大學教授約翰·馬蒂尼斯（John Martinis）。

　　約翰·馬蒂尼斯

　　2019年，谷歌的團隊在馬蒂尼斯教授的領導下，第一個宣佈實現了量子優越性，即量子計算機相對於最強的經典計算機的優越性。這台量子計算機叫做“懸鈴木”（Sycamore），用的實驗體系是超導線路，處理的問題是“隨機線路取樣”（random circuit sampling）。

　　谷歌論文圖1對“懸鈴木”量子計算機結構的演示

　　懸鈴木取樣200秒獲得的數據，當時最強的經典計算機需要算一萬年。雖然IBM有反對意見，説稍微改進一下算法，就能把經典計算機消耗的時間從一萬年減到兩天半，但兩天半畢竟也比200秒長得多。所以科學界公認，谷歌確實實現了量子優越性。至於優勢是多少倍，那是細節問題（量子霸權實現了嗎？谷歌的“一萬年太久”，IBM的“只爭朝夕”，和中國的“百舸爭流” | 袁嵐峯）。

　　IBM指出：別忘了世界上有個東西叫做“硬盤”！把一部分數據放到硬盤上，稍微優化一下算法，就可以把時間從一萬年縮短到兩天半

　　現在我們來看，對九章的質疑究竟是什麼。

　　“馬蒂尼斯教授説，谷歌的計算機對錯誤十分敏感，不允許任何一個錯誤發生，所以這是一個很有力的證據，表明他們的計算機的複雜性是正確的。而中國的計算機，即使有錯誤，似乎仍然可以有信號出現。

　　馬蒂尼斯教授表示，目前量子計算機界的很多同行正在對中國的‘九章’進行進一步討論，這一最新的量子優勢的論證工作尚無定論。他説，‘九章’的另一個明顯劣勢在於它不是一個‘可編程’意義上的計算機。”

　　《美國之音》報道3

　　乍看起來，馬蒂尼斯似乎提了兩個問題，第一個是結果可信度的問題，第二個是可編程的問題。但我很奇怪他為什麼會提第一個問題，因為這個問題對專業人士來説是常識。

　　九章跟懸鈴木判斷自己結果正確的辦法是一樣的，都是對較小的體系跟經典計算機的結果對照，確認兩者一致。然後把體系擴大到經典計算機算不動的程度，這時我們相信量子計算機的結果仍然是正確的。因此，九章和懸鈴木的結果可信度相同。馬蒂尼斯當然知道這個答案，他自己在懸鈴木中就是這麼做的，那他為什麼還要問呢？

　　我的科大師弟、北京量子信息科學研究院研究員金貽榮博士，是一位活躍的量子信息研究者和科普作者。跟他交流以後，我明白了這是怎麼回事：《美國之音》沒有準確地表述馬蒂尼斯的問題。

　　馬蒂尼斯實際説的是，將來的通用量子計算機一定要能夠糾錯，而糾錯就需要可編程（前谷歌量子優勢之父，對中國“量子優勢”的質疑來了（附5條QC準則））。九章不能編程，所以它不能糾錯，將來做不到通用。

　　最終無論如何都需要做糾錯工作，而糾錯的必要條件就是可編程

　　也就是説，他這兩個問題實際上是一個問題。《美國之音》聽不懂這麼專業的問題，所以把馬蒂尼斯的話轉了個亂七八糟。

　　我來問答一下這個問題。這實際上是這樣一個選擇：我們現在需要的是單項冠軍，還是平庸的多面手？答案是單項冠軍。

　　因為量子計算機本來就不可能成為全能的冠軍。我們需要它，是因為它在某些方面能夠成為冠軍。也就是説，我們需要的是它的長板儘量長，而不是去補短板卻沒有特別長的長板。

　　具體解釋一下。量子計算機不是對所有問題都優於經典計算機，而是隻對某些特定的問題優於經典計算機，因為對這些問題有快速的量子算法（讓中央集體學習的量子科技究竟是啥？這個科普我已經做了五年（四）量子因數分解與破解密碼 | 袁嵐峯）。這樣的問題，包括因數分解和線性方程組求解等等。對於加減乘除等最基礎的問題，我們並沒有快速的量子算法，所以量子計算機就沒有任何優勢。

　　因此我們當前的主要目標，是對某些問題，即使這些問題沒有實用價值，真正造出超越最強的經典計算機的量子計算機。這就是九章和懸鈴木的成就（讓中央集體學習的量子科技究竟是啥？這個科普我已經做了五年（五）在九章中介紹九章 | 袁嵐峯）。而如果我們有一台可編程的量子計算機，它什麼都能幹，但什麼都幹得稀鬆平常，不能超越經典計算機，那麼它的價值就小多了。

　　谷歌團隊已經在用懸鈴木做其他的問題，例如量子化學。但在那些問題上速度都不快，例如相當於1946年的電子計算機ENIAC。所以它能夠實現量子優越性的問題仍然只有一個，就是隨機線路取樣。在這個意義上，懸鈴木跟九章是一樣的。

　　用懸鈴木做量子化學計算，達到了1940年代計算機的水平（陸朝陽提供）

　　量子計算機有若干種技術方案，包括超導電路、光學、離子阱、核磁共振、金剛石色心、冷原子等等。馬蒂尼斯當然可以強調超導的優點，同時其他人也可以講其他路線的優點，大家並行不悖。例如潘建偉最近説：“其實對光的強度、相位、折射率、反射率等進行調製的話，就能可編程，我們希望能在2-4年裏做這個事情。”（https://c.m.163.com/news/a/FV4GN7560514R9P4.html）

　　有些人把量子計算的技術路線之爭當作正確與錯誤之爭，認為一條路線成功了其他的就都是渣渣，這完全是誤解。量子計算的研究領域非常廣闊，很可能不同領域會有不同的最優方案。所以任何人在任何方案上取得進展，都是好事。如果一條技術路線能夠包打天下，那才是令人奇怪的。一花獨放不是春，百花齊放春滿園。

　　實際上，以上這些都是專家內部的討論。馬蒂尼斯是首先稱讚九章是一次“漂亮的”實驗，然後提出了可編程的問題。這是很正常的討論，專業人士都是歡迎的。

　　外行容易以為，有人對你的工作提出質疑就意味着他跟你是敵對關係。其實完全不是這樣，我們經常是在肯定結果基本面的基礎上，對細節或者遠景提出探討，這完全是善意的。甚至即使沒有別人來提問題，我們自己也會提。我們寫科學論文的時候，都有個discussion（討論）部分，自己寫出各種可能的質疑以及回答，做各種發散性的思考。

　　馬蒂尼斯對九章的問題，就是這種善意的、專業的探討。他提的都是專業的問題，而不是外行的問題，例如九章算不算計算機。

　　現在有不少外行認為，九章不是一個計算機，然後痛斥潘建偉是騙子。馬蒂尼斯就不會提這種可笑的問題，因為九章跟懸鈴木的工作方式是一樣的，都是用量子力學的操作獲得數據。如果九章不是計算機，那麼懸鈴木也不是計算機。

　　實際情況是，全球的量子計算研究者都認為懸鈴木是計算機，也認為九章是計算機。對於專業人士來説，這根本不是個值得討論的問題，它們當然是計算機！只有一瓶子不滿半瓶子晃盪的人，才會以為自己發現了什麼新大陸，大驚小怪地宣佈九章不是計算機。

　　讓我們回到《美國之音》的報道。在對所謂“中國官方媒體”含沙射影和拉馬蒂尼斯的虎皮作大旗之後，這篇報道的最後一節達到了一個酸度值的高峯。這一節的標題是“美中量子博弈”，然後正文是：

　　“就在中國科學家在《科學》雜誌上發表論文宣佈已成功打造出‘九章’的同一天，由美國能源部費米實驗室等研究機構組成的一個小組也宣佈，美國科學家首次實現了持續的遠距離量子傳送。這篇發表在《物理評論（Physical Review）》雜誌上的論文指出，這項研究成果可能為‘可行的量子互聯網’奠定基礎，可以‘改變數據存儲和計算等多個領域’。

　　量子科技是美中兩國近年來競爭最為激烈的領域之一。中國近年來在所有涉及科技領域的一系列重要決策中多次提及量子科技。”

　　讓我來解讀一下，這裏提到的“遠距離量子傳送”是量子信息中的另一個重要技術“量子隱形傳態” （讓中央集體學習的量子科技究竟是啥？這個科普我已經做了五年（六）傳送術與量子隱形傳態 | 袁嵐峯）。這一段是想説，中國你不要神氣，美國也正在取得重要成果！這是一種典型的“找回場子”的思維方式。

　　實際上，我們對美國科學家的成果完全是歡迎的。不過這個場子找得並不是很有利，因為量子隱形傳態正是一箇中國走在世界最前列的研究領域。在這方面中國有許多更加重大的成果，例如首次實現多個自由度的量子隱形傳態與首次實現地面到衞星之間的量子隱形傳態。

　　星地量子隱形傳態實驗示意圖

　　不過這些技術性討論不是重點。重點在於，這一節隱含的思維模式是，一個國家的科技進步就是另一個國家的損失。中國進步了，他們就一面拼命貶低，一面描繪成對美國的威脅，崩潰論和威脅論輪着上。美國進步了，他們就狐假虎威。這幅挑撥離間、唯恐天下不亂的嘴臉，實在是格調太低了。

　　正確的理解是：科技是全人類共同的事業，各國的科學家都是在共同努力把科技推向前進。任何人對科技事業做出貢獻都應該得到讚揚與尊重，而不是鼠肚雞腸、恨人有笑人無。

　　最有趣的是，我們回想一下，以前我們落後的時候，對先進國家的報道是不是也經常是這副調調？酸溜溜地説人家的成果不重要，有疑問，再舉出自己一個相關的成果，以顯示自己並不落後。這個套路實在是太熟悉了。

　　所以真正的震撼在於：美國居然對中國開始用這個套路了，活久見啊！你也有今天！這正反證了九章的重要性和中國的進步。

　　從更大的格局看來，中國的科技成果遭到所謂“質疑”，至少説明中國的成果站到了舞台中央。怎麼沒人質疑英國的、法國的、德國的、日本的或者其他國家的量子計算成果呢？因為他們沒有這麼轟動的成果值得大家討論。

　　在這個意義上，被人橫挑鼻子豎挑眼正是成功的標誌，説明中國進入了量子計算的第一方陣。感謝《美國之音》，為我們做出了這個認證。