本報特約記者 魏云峰
英國《自然》雜志23日正式刊登了谷歌關于實現“量子霸權”的論文后,美國谷歌公司首席執行官皮柴在接受媒體采訪時高調評價稱:“這是足以與萊特兄弟的飛機第一次飛行相提并論的偉大發明!”按照該論文的說法,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?
什么是“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)網站發布一份谷歌公司研究報告。盡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”的說法依然轟動科技界?!度毡窘洕侣劇?4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》雜志上發表的論文顯示,最新實驗基于一個包含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,已經打造出第一臺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
盡管谷歌公司的這篇論文得到《自然》雜志的“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網站上發布后,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”的說法表示不屑。IBM團隊隨后表示,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:“由于每種計算機都有其獨特的優勢,量子計算機永遠不會‘凌駕于傳統計算機之上,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”,有助于緩解擁堵。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制出了20個量子比特的量子處理器,正在研制50個量子比特以上的量子處理器,與谷歌相比僅落后一到兩年。阿里巴巴、騰訊和百度等也相繼布局量子計算。▲
環球時報2019-10-25