谷歌近日宣稱自己實現(xiàn)“量子優(yōu)勢”(quantum supremacy，也稱“量子霸權(quán)”)后有多種評論，這究竟是一個重大的科學(xué)突破，代表著計算機的第二個時代的曙光?還是僅是一項幾乎沒有實際應(yīng)用的引人注目的研究。據(jù)外媒報道，對于前一種說法，IBM研究主管接受采訪時稱其“浮夸”。

　　谷歌的研究人員表示，他們已經(jīng)建造了第一臺量子計算機，該量子計算機的計算能力，即使按照傳統(tǒng)或經(jīng)典路線建造的最強大的機器，已無法與其匹敵。這么看的話，人們期待已久的“量子優(yōu)勢”的壯舉像是已經(jīng)實現(xiàn)。

　　但并不是所有人都認為這是計算機科學(xué)的轉(zhuǎn)折點。IBM研究主管達里奧·吉爾(Dario Gil)表示，谷歌的說法“站不住腳，它完全錯了”。IBM是這場量子計算競賽的參與競爭者之一。

　　在贊揚谷歌的一些技術(shù)進步的同時，吉爾駁斥了“這是計算領(lǐng)域一個開創(chuàng)性時刻”的說法，但他認為這應(yīng)該被稱為一個宏偉的時刻。

　　吉爾說：“這項研究只是一個實驗室實驗，基本上，幾乎可以肯定地說，它完全是為了實現(xiàn)一個非常具體的量子采樣程序，沒有實際應(yīng)用。”

　　然而，在該領(lǐng)域工作的其他人更愿意支持谷歌的說法。IBM前高管、量子計算初創(chuàng)企業(yè)負責人查德·里格蒂(Chad Rigetti)說，這項研究意義深遠。“對于這個行業(yè)來說，達到這個里程碑是非常重要的。這對人類和科學(xué)來說都是一個重大時刻。”

　　谷歌在一篇題為《使用可編程超導(dǎo)處理程式的量子優(yōu)勢》(Quantum supremacy using a programmable superconducting processor)的研究論文中宣布了它的突破。英國一家媒體首先報道了這一消息，上周該消息被短暫發(fā)布在美國宇航局的一個網(wǎng)站上，隨后被刪除。而谷歌公司尚未表示何時將論文進行正式出版。

　　數(shù)字計算機中的比特不是1，就是0，與此不同的是，量子比特之下，兩者可以是同時存在的。再加上另一種被稱為糾纏的量子現(xiàn)象，量子比特可以通過糾纏影響其他甚至沒有連接的量子，這為系統(tǒng)處理更復(fù)雜的大量問題開辟了道路。

　　計算機界的部分爭議在于“量子優(yōu)勢”一詞。這個詞由理論物理學(xué)家約翰·普萊斯基爾(John Preskill)于2012年創(chuàng)造，指的是利用新技術(shù)構(gòu)建的系統(tǒng)能夠解決某個問題的時刻，而這“某個問題”是指即使是最強大的超級計算機也無法處理的問題。

　　這個術(shù)語意味著，從現(xiàn)在開始，量子計算機將占據(jù)優(yōu)勢，而幾乎可以肯定的是，谷歌的說法已經(jīng)引發(fā)了爭議。

　　據(jù)一位熟悉該公司的知情人士透露，谷歌的研究人員擔心，聲稱“量子優(yōu)勢”會讓他們顯得傲慢。他們考慮過為自己的成就創(chuàng)造一個不同的解釋短語。

　　谷歌的優(yōu)勢地位是基于一個在規(guī)模或范圍上有限的技術(shù)測試，即創(chuàng)建一個能夠證明隨機數(shù)生成器生成的數(shù)字是真正隨機的數(shù)字的系統(tǒng)。該公司為此設(shè)計的量子芯片代號為Sycamore，在3分20秒內(nèi)就完成了計算。研究人員估計，世界上最強大的超級計算機需要1萬年才能達到同樣的結(jié)果。

　　看到這項研究的里格蒂等專家表示，在這個有限的演示背后，是一系列將具有更廣泛應(yīng)用的技術(shù)突破，這為全面量子計算指明了道路。

　　由于難以控制量子比特，今天所有的基本量子系統(tǒng)都受到了影響。它們的量子態(tài)只維持了不到一秒鐘的時間，在構(gòu)建有用的系統(tǒng)時，糾正這些系統(tǒng)中的錯誤是最大的問題。然而，谷歌研究人員聲稱，他們已經(jīng)做了足夠的工作，產(chǎn)生了顯著的結(jié)果。

　　根據(jù)南加州大學(xué)工程學(xué)教授丹尼爾·雷達(Daniel Lidar)的說法，真正的突破是大大降低了量子位相互干擾的程度，即一個叫做“串擾”(crosstalk)的問題。這使得研究人員能夠在他們的系統(tǒng)中達到0.1%的保真度。丹尼爾說，盡管看起來很低，但相對于其他團隊的成果，這仍然代表著非常低的錯誤率。

　　丹尼爾補充稱，谷歌還能夠展示，其系統(tǒng)中的誤差是清楚的并且彼此不相關(guān)，而這也意味著它所使用的糾錯技術(shù)總有一天會適用于更復(fù)雜的系統(tǒng)。

　　“他們已經(jīng)展示了一條可擴展量子計算的道路，”丹尼爾說道。“一旦你有了一臺完全糾正了錯誤的量子計算機，你將前途無量。”

　　然而，IBM的吉爾表示，谷歌該“系統(tǒng)”是一種專門用來處理單個問題的硬件，它遠不是一臺真正可編程的通用計算機。“執(zhí)行這個任意的程序是一件非常具體的事情，”吉爾說道。

　　吉爾補充說，這意味著谷歌的優(yōu)勢證明并不是全面量子計算之旅的開始。吉爾認為IBM自己在這一領(lǐng)域的工作是與眾不同的。

　　雖然谷歌的研究僅限于科學(xué)實驗室，但IBM一直在與許多公司合作，試圖為這項技術(shù)開發(fā)第一批應(yīng)用程序。IBM一直在使用量子系統(tǒng)，而這些系統(tǒng)的設(shè)計初衷并不是為了顯示其至高無上的地位，而是試實現(xiàn)“量子優(yōu)勢”，也就是說，實現(xiàn)量子優(yōu)勢時，該技術(shù)也就具有了實際用途時，將使其在處理某些問題上優(yōu)先于經(jīng)典系統(tǒng)。

　　不過，丹尼爾表示，即使谷歌的系統(tǒng)還不能完全控制，它也是可編程的。馬特·奧奇科(Matt Ocko)是一位風險資本投資者，他支持過許多與量子相關(guān)的初創(chuàng)企業(yè)，將其與數(shù)學(xué)家查爾斯·巴貝奇(Charles Babbage)在19世紀早期設(shè)計的分析機(analytical engine)進行比較。雖然理論上一個通用的系統(tǒng)可以執(zhí)行不同的任務(wù)，但是引擎的硬件必須被設(shè)置來執(zhí)行特定的計算。

　　找到為系統(tǒng)編程的方法只是擺在面前的任務(wù)之一，這意味著量子計算的實際應(yīng)用還需要數(shù)年時間。但舊金山Data Collective公司的合伙人奧奇科表示，對投資該領(lǐng)域的人來說，谷歌的演示仍然是一個重要的檢驗。

　　雖然IBM希望在十年內(nèi)將量子計算引入主流商業(yè)應(yīng)用，但谷歌已經(jīng)把目光放得更高了。谷歌希望在解決遠遠超出當今計算機的問題上取得飛躍，比如蛋白質(zhì)折疊模型或設(shè)計新材料。舉個更具體的例子，比如設(shè)計出新材料以為更高效的太陽能發(fā)電系統(tǒng)提供動力。

　　對于世界上現(xiàn)有的超級計算機來說，在爭奪最強大計算系統(tǒng)的競賽中，他們并不會因此暗淡而走向終點。丹尼爾等專家提醒道，為這些經(jīng)典機器編程的新技術(shù)，可能使它們能夠達到谷歌的水平。但目前至少谷歌站在計算機世界的頂端，沒有受到挑戰(zhàn)。(騰訊科技審校/羽佳)