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)實世界的問題。”

在我的職業(yè)生涯中，我注意到了一個令人擔(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被科學(xué)期刊撤回。

當(dāng)我于2017年進(jìn)入量子計算領(lǐng)域時，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驗室中尚未被檢測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。對這個領(lǐng)域而言，這是一個巨大的挫折。因此，我選擇了另一個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”。但對其結(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算機(jī)模擬的“蟲洞”，到其可能與微生物發(fā)生糾纏的猜測。2024年12月，圍繞谷歌的柳木芯片的計算速度是否支持“量子計算發(fā)生在許多平行宇宙中”的觀點爆發(fā)了一場辯論。位于加利福尼亞州山景城的谷歌量子團(tuán)隊負(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沒有實際應(yīng)用場景的任務(wù)，比超級計算機(jī)要快得多。

與宣布量子技術(shù)突破相關(guān)的潛在市場是巨大的。在柳木芯片問世的24小時之內(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)大的計算能力、快速安全的數(shù)據(jù)傳輸和高精度的測量和傳感結(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，利用這項技術(shù)加快材料和藥物的研制速度，可以為社會帶來巨大的好處。然而，如果投資者對量子技術(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)立了量子倫理項目。通過現(xiàn)場活動和在線平臺，我們負(fù)責(zé)任地開展創(chuàng)新項目，成為世界上最大的與量子技術(shù)社會經(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方面來采取行動。

首先，揭開量子領(lǐng)域的神秘面紗。當(dāng)人們很難對這項技術(shù)有足夠的了解并區(qū)分事實和虛構(gòu)時，炒作就會盛行起來。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價標(biāo)準(zhǔn)，大的網(wǎng)絡(luò)安全會議之一，每年會定期在內(nèi)華達(dá)州的拉斯維加斯舉行一組織了一個量子教育區(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單的術(shù)語給出答案，并鼓勵參與者在困惑不解時打斷我們。

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。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，各機(jī)構(gòu)需要將相關(guān)資金和時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金來激勵，并在評價和業(yè)績指標(biāo)方面給予積極關(guān)注。

其次，從對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算機(jī)優(yōu)化相關(guān)環(huán)節(jié)，例如，求解涉及數(shù)百萬變量的數(shù)百萬個方程。但目前的性能指標(biāo)并沒有告訴我們量子計算機(jī)解決這種現(xiàn)實問題有多大的實際能力。它們只是列出了單個量子比特維持一個量子態(tài)所需的時間，稱為相干時間，或者在一個很長的計算過程中單個步驟的精度。

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)超級計算機(jī)的實際價值。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）是量子倫理項目的創(chuàng)立者