別被量子技術(shù)的炒作迷惑

投資者和普羅大眾應(yīng)該知道量子技術(shù)能做到哪些事情，并且更應(yīng)該知道量子技術(shù)做不了哪些事情。

“目前，沒有量子芯片可以真正解決現(xiàn)實(shí)世界的問題。”

在我的職業(yè)生涯中，我注意到了一個(gè)令人擔(dān)憂的模式。大型科技公司宣布出現(xiàn)重大突破，并籌集大量投資者的資金。但其中一些進(jìn)展在幾個(gè)月、幾周甚至幾天內(nèi)就遭到質(zhì)疑。而且，在某些情況下，發(fā)表的具有里程碑意義的論文后來還會(huì)被科學(xué)期刊撤回。

當(dāng)我于2017年進(jìn)入量子計(jì)算領(lǐng)域時(shí)，我系統(tǒng)研究了微軟支持的框架。這種方法旨在使用奇異的馬約拉納量子比特一一種在實(shí)驗(yàn)室中尚未被檢測(cè)到的理論上的粒子一作為強(qiáng)大的信息載體。但是，在2021年，《自然》雜志上的一篇關(guān)于發(fā)現(xiàn)這些量子比特的里程碑式的論文被撤回。對(duì)這個(gè)領(lǐng)域而言，這是一個(gè)巨大的挫折。因此，我選擇了另一個(gè)主題作為我的碩士論文。2025年2月，微軟發(fā)布了基于馬約拉納量子比特的最新芯片“馬約拉納1號(hào)”。但對(duì)其結(jié)果的質(zhì)疑也已經(jīng)再次出現(xiàn)。

我看到了許多其他引人注目的消息一從量子比特穿過量子計(jì)算機(jī)模擬的“蟲洞”，到其可能與微生物發(fā)生糾纏的猜測(cè)。2024年12月，圍繞谷歌的柳木芯片的計(jì)算速度是否支持“量子計(jì)算發(fā)生在許多平行宇宙中”的觀點(diǎn)爆發(fā)了一場(chǎng)辯論。位于加利福尼亞州山景城的谷歌量子團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人哈特穆特·尼文（HartmutNeven）在一篇博文中斷言，該芯片解決了這一暫時(shí)沒有實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的任務(wù)，比超級(jí)計(jì)算機(jī)要快得多。

與宣布量子技術(shù)突破相關(guān)的潛在市場(chǎng)是巨大的。在柳木芯片問世的24小時(shí)之內(nèi)，谷歌旗下的字母表公司（Alphabets）獲得了約 5% 的初始股權(quán)，將兩大投資機(jī)構(gòu)先鋒領(lǐng)航（Vanguard）和貝萊德（BlackRock）的股票組合價(jià)值提高了150億美元以上。

但投資者、決策者和公眾可能很難知道量子技術(shù)的現(xiàn)狀。這些設(shè)備以其強(qiáng)大的計(jì)算能力、快速安全的數(shù)據(jù)傳輸和高精度的測(cè)量和傳感結(jié)果被吹捧為有可能巔覆眾多行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)，但很少有人意識(shí)到量子技術(shù)還有很多亟待完善的地方。這種過度宣傳的文化傾向必須得到遏制。

例如，利用這項(xiàng)技術(shù)加快材料和藥物的研制速度，可以為社會(huì)帶來巨大的好處。然而，如果投資者對(duì)量子技術(shù)失去信心，我們就看不到未來了。為了兌現(xiàn)潛在能力，量子技術(shù)需要穩(wěn)定、可持續(xù)和合乎道德的投資。因此，在2021年，我創(chuàng)立了量子倫理項(xiàng)目。通過現(xiàn)場(chǎng)活動(dòng)和在線平臺(tái)，我們負(fù)責(zé)任地開展創(chuàng)新項(xiàng)目，成為世界上最大的與量子技術(shù)社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響相關(guān)的專家網(wǎng)絡(luò)。為了給這類技術(shù)制定一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的路線，研究人員、機(jī)構(gòu)、公司和政府必須在兩個(gè)方面來采取行動(dòng)。

首先，揭開量子領(lǐng)域的神秘面紗。當(dāng)人們很難對(duì)這項(xiàng)技術(shù)有足夠的了解并區(qū)分事實(shí)和虛構(gòu)時(shí)，炒作就會(huì)盛行起來。我的部分工作是支持科學(xué)家和工程師成為更好的溝通者。2024年，我在DEF CON—世界上通過保持較高的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，大的網(wǎng)絡(luò)安全會(huì)議之一，每年會(huì)定期在內(nèi)華達(dá)州的拉斯維加斯舉行一組織了一個(gè)量子教育區(qū)。我和其他量子專業(yè)人士坐在一塊牌子前，上面寫著：“問我有關(guān)量子技術(shù)的任何事情！”我們要求自己用最簡(jiǎn)單的術(shù)語(yǔ)給出答案，并鼓勵(lì)參與者在困惑不解時(shí)打斷我們。

教育、宣傳和科學(xué)傳播必須融入量子產(chǎn)業(yè)專業(yè)人員和研究人員的工作和規(guī)劃之中。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，各機(jī)構(gòu)需要將相關(guān)資金和時(shí)間作為工作的正常部分分配給員工。參加教育和宣傳、傳播的工作可以通過獎(jiǎng)金來激勵(lì)，并在評(píng)價(jià)和業(yè)績(jī)指標(biāo)方面給予積極關(guān)注。

其次，從對(duì)潛在客戶有意義的角度，明確說明最新的量子芯片可以做什么。企業(yè)可能只想使用量子計(jì)算機(jī)優(yōu)化相關(guān)環(huán)節(jié)，例如，求解涉及數(shù)百萬(wàn)變量的數(shù)百萬(wàn)個(gè)方程。但目前的性能指標(biāo)并沒有告訴我們量子計(jì)算機(jī)解決這種現(xiàn)實(shí)問題有多大的實(shí)際能力。它們只是列出了單個(gè)量子比特維持一個(gè)量子態(tài)所需的時(shí)間，稱為相干時(shí)間，或者在一個(gè)很長(zhǎng)的計(jì)算過程中單個(gè)步驟的精度。

這種過度宣傳的文化傾向必須得到遏制

企業(yè)希望了解使用量子芯片而不是傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)的實(shí)際價(jià)值。量子芯片可以解決的最龐大的方程和變量系統(tǒng)是什么？它的規(guī)模和成本與高性能經(jīng)典計(jì)算的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相比如何？目前，沒有量子芯片可以真正解決現(xiàn)實(shí)世界的問題。

創(chuàng)造無障礙科學(xué)傳播的文化，并指出企業(yè)過度宣傳的弊端，我們就可以開始負(fù)責(zé)任地開發(fā)和投資量子技術(shù)。

資料來源Nature

本文作者瓊·阿羅（JoanArrow）是量子倫理項(xiàng)目的創(chuàng)立者