全球聯(lián)交易寶：“量子霸權(quán)”來(lái)了，中國(guó)如何發(fā)力

       據(jù)《中國(guó)科學(xué)報(bào)》10月25日?qǐng)?bào)道，“量子霸權(quán)”一石激起千層浪。《自然》雜志刊發(fā)了谷歌公司的一篇論文。在該論文中谷歌表示，其開(kāi)發(fā)出一款54量子比特?cái)?shù)（其中53個(gè)量子比特可用）的超導(dǎo)量子芯片“Sycamore”�；�于Sycamore，谷歌對(duì)一個(gè)53比特、20深度的電路采樣一百萬(wàn)次只需200秒。目前最強(qiáng)的經(jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)Summit要得到類(lèi)似的結(jié)果，則需要一萬(wàn)年�；�于這一突破，谷歌宣稱(chēng)其率先實(shí)現(xiàn)了“量子霸權(quán)”。

真的“霸權(quán)”了嗎？

       谷歌剛剛宣稱(chēng)實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”，同樣在量子計(jì)算領(lǐng)域深耕的IBM就提出了質(zhì)疑。

       IBM研究人員在發(fā)表的論文中寫(xiě)道，谷歌在實(shí)驗(yàn)中并沒(méi)有充分挖掘超級(jí)計(jì)算機(jī)的潛力。如果按照IBM的方法來(lái)對(duì)超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程，僅需2.5天就能完成谷歌論文中的任務(wù)。

       對(duì)此，中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)表示，谷歌“一萬(wàn)年”結(jié)論的得出，是基于量子計(jì)算特性，相對(duì)經(jīng)典計(jì)算機(jī)效率提升“粗暴計(jì)算得出的數(shù)字”，并沒(méi)有考慮現(xiàn)在超級(jí)計(jì)算機(jī)在存儲(chǔ)、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)刃阅苌系膬?yōu)化。

       “量子霸權(quán)”這一概念最早由加州理工學(xué)院理論物理學(xué)家John Preskill在2011年的一次演講中提出，也可翻譯為“量子優(yōu)越性”或“量子優(yōu)勢(shì)”。衡量量子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”的標(biāo)準(zhǔn)是：能比經(jīng)典計(jì)算機(jī)更好地解決一個(gè)特定計(jì)算問(wèn)題。

       不過(guò)需要認(rèn)識(shí)到，量子計(jì)算機(jī)并非無(wú)所不能，只能是在進(jìn)行某些操作時(shí)能夠發(fā)揮快速的優(yōu)勢(shì)。還需要認(rèn)識(shí)到的是，量子計(jì)算機(jī)還遠(yuǎn)不成熟。量子相干有時(shí)間限制，必須在退相干之前完成計(jì)算。就目前的技術(shù)看，量子比特越多，就越難保持量子相干。

       另外，量子計(jì)算機(jī)距離商業(yè)化還有很長(zhǎng)的道路，飛入尋常百姓家還是比較遙遠(yuǎn)的事情。一般認(rèn)為，真正實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)的商業(yè)化，需要上百萬(wàn)個(gè)量子比特的處理器。

中國(guó)何時(shí)實(shí)現(xiàn)？

       近年來(lái)，我國(guó)在量子計(jì)算相關(guān)領(lǐng)域的投入非�？捎^(guān)，并由此取得了諸多成果。我國(guó)在超導(dǎo)量子計(jì)算領(lǐng)域近年來(lái)進(jìn)展迅速，以中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、浙江大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院物理所等為代表的單位先后創(chuàng)造了10個(gè)、12個(gè)、18個(gè)量子比特糾纏的新紀(jì)錄，在國(guó)際上已經(jīng)躋身一流的研究團(tuán)隊(duì)。此外，清華大學(xué)、南京大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院武漢物理與數(shù)學(xué)研究所等高校院所，以及華為、騰訊、百度等企業(yè)，也在量子計(jì)算領(lǐng)域有相關(guān)研究或布局。

       從公開(kāi)發(fā)表的論文來(lái)看，在量子處理器所集成的數(shù)量以及性能等綜合指標(biāo)上，“我國(guó)與谷歌存在一定的差距，但并沒(méi)有明顯的差距”。我們前期已經(jīng)突破了20個(gè)量子比特的超導(dǎo)量子計(jì)算技術(shù)，正在攻關(guān)50量子比特。如果能有效地組織起國(guó)內(nèi)的核心力量，并提供足夠的資源支撐，有望在兩三年內(nèi)迎頭趕上。不能低估實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)的工程技術(shù)難度。因?yàn)橐獙?shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)，很大一部分工作就是解決工程實(shí)現(xiàn)問(wèn)題。

       中國(guó)在量子計(jì)算方面距離世界領(lǐng)先有一定的距離，幸好一直在努力追趕。不過(guò)中國(guó)在量子技術(shù)的另一方面是處在世界領(lǐng)跑的位置，那就是量子通信。

       中國(guó)有世界上第一顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，并且圓滿(mǎn)完成了幾大既定任務(wù)。中國(guó)在量子通信方面所取得成就讓其他國(guó)家加快了追趕的步伐。量子計(jì)算及量子通信有很廣闊的發(fā)展前景，量子技術(shù)或許進(jìn)入了群雄爭(zhēng)霸的時(shí)代。

       未來(lái)，中國(guó)在量子科技的浪潮中如何發(fā)力，讓我們共同期待......