2019年10月，谷歌公司宣布成功演示了“量子霸权”。他们开发了一种包含53个有效量子位的处理器“Sikemo”。测试中仅用了约200秒就完成了目前世界上最好的超级计算机需要约10000年才能完成的计算任务。然而，IBM认为他们开发的一台超级计算机可以在两天半内完成谷歌展示的计算，所谓的“量子霸权”误导了公众。“量子霸权”概念的提出者约翰普雷斯基尔(John Preskill)表示，“量子霸权”是用来描述量子计算机可以做传统计算机做不到的事情。2020年1月2日，阿里巴巴发布《达摩院2020十大科技趋势》称：“2020年，量子计算领域将经历进一步加大投入、加剧竞争、加速产业化、丰富生态的阶段。”
中国在量子计算方面并没有落后。阿里、腾讯、百度、华为近年来相继布局量子计算。与阿里科技大学联合发布量子计算云平台，并于2018年推出量子模拟器“太章”；腾讯在量子AI、药物研发等领域进行了研究；百度在2018年成立了量子计算研究院；华为2018年发布HiQ量子云平台，2019年推出“昆仑”量子计算仿真一体机。
Google Sycamore量子芯片
量子科学，在和平时期也被称为“核能”。在一个“计算能力为王”的互联网时代，一旦量子计算技术被突破，掌握这种能力的国家将在经济、军事、科研、安全等领域涌现出超级大国。
“一万年的工作，200秒完成”是什么概念？就好像，人类社会两千多年的历史，抽一根烟的时代已经过去了。在过去，如果有人公开这样说，可能会被认为是疯了。
然而，就在2019年10月，真的有人公开这么说了，而且他也来自号称“最伟大的公司”的谷歌。
不出所料，行业引起一波“强震”。有人拍手称快，有人感叹科技革命来了。有些人怀疑这是不是一个噱头。但不可否认的是，这一波谷歌人的操作，将关于计算机未来形态的讨论大张旗鼓地摆在了人们面前。
谷歌人在杂志《自然》上发尚力财经小编2022起了这个讨论。[X][X]2019年10月23日，谷歌的工程师发表了一篇论文《Quantum Supremacy Using a Programmable Superconducting Processor》，表明开发的53位量子计算机Sycamore在200秒内完成了Summit(世界上最快的超级计算机)需要一万年才能解决的一个特定问题的计算。谷歌声称通过这台量子计算机实现了量子霸权。
等等，这段话有点信息量。我们来整理一下。
先说常见的超级计算机。简单来说，与我们使用的个人计算机相比，超级计算机是可以执行普通个人计算机无法处理的操作的计算机。
中国还研制出了世界第一的超级计算机“太湖之光神威”，但随后相继被美国的Sierra和Summit超越。在超算领域，中美日欧是头把交椅；500强企业中，中国占40%，美国占20%。
与经典算法不同，量子算法可以并行计算，而不是传统的单线程计算。这尚力财经小编2022大大提高了量子计算的效率。简单来说，并行计算是量子计算机实现计算能力突破的最大武器。1982年，美国著名物理学家理查德费曼(richard feynman)提出了利用量子系统实现广义计算的新颖思想，这一思想在计算机的发展过程中得到了不断的验证。
看似爆炸性的新闻背后，其实是人类在计算机领域不惜一切代价的长期投入和R&D的结果。直到今天，谷歌真正实现了计算能力的突破，也已经37年了。这不是一个很短的时间，也不是一个公司的巨大成就。谷歌只是站在无数巨人的肩膀上，将来也是别人的敲门砖。
最后说一下量子霸权。霸权听起来是虚张声势，但其实没那么可怕，比如当霸权转化为“优势”的时候。
主要是指在未来的某个时刻，强大的量子计算机可以完成经典计算机几乎不可能完成的任务。比如美国民主党总统候选人杨安泽说，破解密码3354可以在一天内破解原本可以破解几万年的密码，等等。
巨人来袭
如此惊人的成就被公之于众。欢呼过后，会有更多的人去看它，审视它。
美国斯坦福大学量子物理学家帕特里克海登(Patrick Hayden)承认，谷歌的量子位处理器可能拥有如此强大的计算能力，传统方法无法模拟。但是这个实验给出的答案是无法通过传统机器验证的，所以我们很难确定谷歌的设备做的是否正确。
“当然，谷歌量子计算研究团队是一群严肃的科学家，他们会尽最大努力来确定这一点。”海登补充道。
学者的发言是有礼貌的。相比之下，谷歌在量子领域的主要对手IBM则“火力全开”。
IBM很快写了一篇论文《Leveraging Secondary Storage to Simulate Deep 54-qubit Sycamore Circuits》，说在超级计算机上只需要两天半的时间就可以完成Google在论文中称之为一万年的计算。未来传统计算机和量子计算机应该有各自的任务，而不是前者被“淘汰”。
被赶回来的IBM的论文，只是估计，没有实际测试，实力略弱。退一步说，即使超级计算机只用两天半，量子超级计算机200秒的运算速度也领先几个比特。
当然，“一万年vs. 200秒”的对比真的太扎眼了。IBM带头之后，一些业内人士也开始质疑谷歌。在这方面，谷歌首席执行官桑德尔皮查伊(Sandel Pichai)显得“云淡风轻”。他说：“第一架飞机只飞了12秒，所以没有实际应用价值。但这说明飞机能飞。”
作为行业内的竞争对手，两大巨头之争的对错，对于缺乏专业知识背景的普通读者来说，可能很难判断。然而，尽管存在技术上的争议，但量子计算与传统计算相比，具有颠覆性和革命性的意义，展现了人类突破计算处理极限的激动人心的前景。没有人否认这一点。
从这个意义上说，谷歌的一小步，抵得上“人类的一大步”。
“矛”与“盾”之战
在谷歌的量子计算机论文发表之前，中国的量子科学正在稳步前进。一方面，量子技术已经得到理论证明，业界预测其将在经济、军事、科研、安全等领域建立全方位的技术优势。另一方面，总有一些居心不良的人在市场上浑水摸鱼，打着科研的旗号骗取国家资金。此类事件在中国时有发生。
对于这种前瞻性和部分争议性的技术，中国在应用上非常谨慎。
在当今的量子领域，毫无疑问，美国在量子计算机方面处于领先地位。早在两年前，IBM就发布了50位量子计算机原型。随后在2018年，英特尔发布了49位量子芯片，谷歌推出了72位通用量子计算机Bristlecone。
但是在量子通信方面，中国也不甘落后。量子通信的理论基石是“量子消相干”理论，具体可以解释为：窃听量子密钥会导致量子态的坍缩，从而使加密密钥无法传输。然后，加密器可以发现第三方窥探，并立即终止信号传输。
2016年，我国研制的世界首颗量子实验卫星“墨子号”发射成功，首次成功实现了卫星与地球之间千公里尺度的双向量子通信。这项技术据说比国际相关技术水平至少领先5年。目前，中国量子科研论文数量居世界第一，专利申请量居第二。
有人评论说，量子计算领域更“进攻”，像矛。量子通信更接近防御，像一面盾牌。中美目前的科研形势就像矛和盾，各有攻守特点。
但在“计算能力就是力量”的信息社会，谁的计算能力更强，谁就掌握了量子霸权，引领了未来社会的发展方向。从这个角度来说，在中美频繁交锋的历史节点上，这是一场谁都不想输的博弈。
在国内，中国科学技术大学在量子领域的积累最深。中国科大超导量子计算研究员黄浩良在最近的一次采访中表示，量子计算在中国起步较晚，目前仍在努力追赶美国。但到2020年底，中国致力于50位量子计算技术的研究人员有望触碰到“量子霸权”。
标签： 呈
微信咨询
