利用實驗性量子計算機 約200秒內完成傳統超級計算機一萬年才能完成的計算量

　　谷歌量子計算成果引發各方爭議

　　美國互聯網技術企業巨頭谷歌公司宣稱成功演示“量子霸權”，利用實驗性量子計算機，在大約200秒內完成傳統超級計算機一萬年才能完成的計算量。國際商用機器公司（IBM）等競爭對手質疑谷歌的說法，認為量子計算機的優勢沒有那么大。

　　“里程碑式”成果

　　谷歌研究成果23日由英國《自然》雜志發布。加利福尼亞州理工學院教授約翰·普雷斯基爾說，這一“里程碑式”成果是量子計算向應用邁出的重要一步，意味著量子計算研究邁入新階段。

　　普雷斯基爾首創“量子霸權”概念，預測量子計算能最終實現對傳統算法的壓倒性優勢，在合理時間范圍內解決傳統計算機直到報廢都無法解決的難題。

　　與傳統算法相比，量子計算依賴的量子比特突破二進制（0或1）限制，借助量子疊加和量子糾纏使計算空間指數級增加。

　　路透社報道，物理學家研究量子計算超過30年，仍然面臨不少挑戰。谷歌研究成果的真正意義在于，成功實現接近絕對零度、即零下273攝氏度的運算環境，減少量子比特遭遇的“噪音”，確保運算結果的高精確度。

　　被IBM質疑

　　IBM作為同一研究領域的競爭對手，23日發表聲明，質疑量子計算機“200秒對1萬年”的運算優勢，指認谷歌“量子霸權”的說法誤導公眾。

　　這家企業的研究人員達里奧·吉爾說，IBM研發的超級計算機Summit可以在兩天半時間內完成谷歌所展示的運算量，“量子計算機不可能實現對傳統計算機的‘霸權’，它們各有長處”。IBM負責量子戰略和生態的副總裁羅伯特·蘇托爾指出，“量子霸權”這一概念本身并不具有太大意義，怎樣利用量子計算機幫助人類解決金融、物流、醫藥等行業實實在在的問題，才是量子計算真正的發展方向。

　　德國弗勞恩霍夫協會量子計算研究項目主管托爾斯滕·西伯特認為，量子計算研究只有與傳統計算形成協作互補關系，才更可能取得進展。

　　研發競爭是“馬拉松”

　　除谷歌外，IBM、微軟、英特爾等美國信息技術企業正加速研發，力爭成為首家將量子計算商用化的企業。

　　各國研發競爭同樣激烈。美國總統唐納德·特朗普去年簽署文件，經由聯邦政府在今后5年投入12億美元，鼓勵量子應用領域研發。

　　路透社報道，政府支持量子技術研發，谷歌是受益者之一。

　　用英特爾實驗室主管里希·烏利希的話說，谷歌的量子計算實驗成果值得肯定，但這項技術的實際應用構成真正挑戰，研發競爭“不是沖刺，而是馬拉松”。

　　焦點釋疑

　　什么是“量子霸權”？

　　“量子霸權”是量子計算研究中的一個術語。中國科技大學研究超導量子計算的朱曉波教授接受新華社記者采訪時說：“如果量子計算機在某個特定問題上的計算能力超過了傳統計算機，那么就被認為實現了‘量子霸權’。”

　　學術界也有觀點指出，量子計算機實現相對于傳統計算機的“霸權”，不能只限于某個特定問題，而是要能在更多實用性問題上超越傳統計算機。因此有學者又提出了“量子優勢”或“量子優越”等概念。不過，“量子霸權”這個概念已經有了廣泛影響力。

　　“量子霸權”真的實現了嗎？

　　針對此前被泄露到網上的論文，IBM研究人員約翰·岡納爾斯等人21日在阿奇夫論文預印本網站上貼出一篇論文，承認谷歌的實驗非常好地展示了基于超導的量子計算領域進展，但認為，谷歌的量子計算機與現有超級計算機之間的差距并沒有那么大，不應被視為實現了“量子霸權”。

　　他們認為，谷歌在用傳統計算機模擬時優化水平不夠，按IBM的計算，現有最好的超級計算機只需要2.5天就能完成前述計算任務，甚至還可能更快。

　　中國量子計算研究水平如何？

　　朱曉波表示，在谷歌展示“量子霸權”后，大家希望未來三到五年內，使專用量子計算機在有重要實用價值問題上的處理能力超越經典計算機。在量子計算賽道，中國研究人員也在奮起直追。中國科技大學以及浙江大學等機構研究人員都已成功研制了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、騰訊和百度等科技企業也相繼布局量子計算。

　　“也就是說，一到兩年后，我們中國人也可能實現自己的‘量子霸權’。”朱曉波說。

　　量子計算如何影響人類生活？

　　從積極角度看，人工智能系統將因運算能力提升而“更聰明”，繼而促進細分領域取得長足進步，或許幫助獲得更高投資回報、提高農作物產量、促進新藥研發和指導更科學的城市交通規劃……從消極角度看，顛覆性技術伴隨著顛覆性風險。一些研究人員擔心，量子計算機可以幫助電腦“黑客”輕易破解現有最安全的數據網絡防火墻，進一步侵害個人隱私。

　　路透社報道，數據安全專家已經著眼于應對“量子時代”挑戰，開發新的加密技術。據新華社

責任編輯：梁斌 SF055