袁嵐峰
隨著量子信息科技的發展,公眾對這個領域的關注與日俱增。近來更有網絡文章認為:“很可能,在不遠的將來,人類在量子計算機+人工智能面前,就可能像螞蟻面對人類一樣無力和脆弱。”
如何看待這類文章?正確的態度是:量子計算確實很重要,但在引申它的意義之前,應該先搞清楚它是什么,以及不是什么。
在傳統的信息科學中,基本單元叫做“比特”,即一個體系有且僅有兩個狀態。我們現在用的計算機、手機等等,內部都是大量的比特,即大量的兩狀態系統。而在量子力學中,一個量子比特就是一個有無窮多個狀態的體系。打個比方,傳統的比特相當于“開關”,只有開和關兩個狀態,而量子比特相當于“旋鈕”,是連續可調的,有無窮多個狀態。顯然,旋鈕包含的信息量比開關大得多。用這樣的量子比特組合成量子計算機,它肯定可以做到所有的傳統計算機能做到的事,還有可能做到一些傳統計算機做不到的事。這就是量子計算機的價值所在。
但是,量子計算機也是需要算法的,而算法與問題有關。因此,量子計算機只對一些特定的問題比傳統計算機快。對特定的問題設計出快速的量子算法,是一件非常需要創造力的事,發明出這些算法的科學家都很受崇敬。
因數分解是量子計算機威力的一個最顯著的例子。不過,目前這只在理論層面成立。迄今為止在實驗上用量子算法分解的最大的數是一個六位數,這離分解上千位的數,還有很遠的距離。而網文中提到50個量子比特的量子計算機等等,都是很好的學術成果,但這些離解決金融、汽車、半導體、化工等行業的實際問題還差得很遠。
不過,當然不是說量子計算不值得重視,甚至是個騙局。我們重視量子計算,是因為有革命性的潛力,只是還需要艱苦的努力,絕不是一蹴而就的,更不是已經處在商業盈利的邊緣,等著大家一哄而上。
那么,量子計算屬于一種爆炸式科技進步,會持續不斷加速度爆炸嗎?我的回答是:它如果成功了,即造出了超越傳統計算機的量子計算機,效果就是爆炸式的。但在當前的技術條件下,我們不知道它什么時間能成功,甚至不知道能不能成功。這跟社交媒體、網購等產業不一樣,那些是原理早已清晰了,一切技術條件都可以實現,所以一定會爆炸式發展。而量子計算,還遠遠不到收割的時候。▲
(作者是中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家實驗室副研究員)
環球時報2017-12-22