全球聯(lián)：實現(xiàn)“量子霸權(quán)”這意味著什么？

       谷歌有望成為首個宣稱實現(xiàn)“量子霸權(quán)”的公司。早在去年谷歌就與NASA合作，致力于實現(xiàn)“量子霸權(quán)”。根據(jù)提前泄露的論文，谷歌已經(jīng)能夠利用一臺53量子比特的量子計算機實現(xiàn)傳統(tǒng)架構(gòu)計算機無法完成的任務(wù)——在世界第一超算Summit需要計算1萬年的實驗中，谷歌的量子計算機只用了3分20秒。

       這是迄今為止表明量子計算機超越傳統(tǒng)架構(gòu)計算機，并走向?qū)嵱没�最為強烈的跡象。“相對于所有已知經(jīng)典算法而言，這種巨大的提速在實驗中實現(xiàn)了計算任務(wù)上的量子霸權(quán)，并預(yù)示了人們期待已久的計算范式的出現(xiàn)。”谷歌在論文中寫道。

       不過NASA很快就把這篇文章刪除了，谷歌官方也未對此表態(tài)。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)家認(rèn)為，這或許是一項尚未證實的實驗和一篇尚未完成的論文提前被泄露了。“谷歌的實驗很可能還沒有經(jīng)過認(rèn)證，提前被泄露了甚至可能引起相關(guān)的法律訴訟。”一位中科大從事量子物理研究的教授對第一財經(jīng)記者表示。

       目前尚無法證實谷歌是否真正實現(xiàn)了所謂的“量子霸權(quán)”，也就是指當(dāng)量子計算機發(fā)展到50個比特時，計算能力將超越全球最快的傳統(tǒng)計算機，實現(xiàn)“稱霸”。但谷歌和IBM都已分別在2017年11月和2018年3月宣稱實現(xiàn)了50個和72個量子位的原型機。

       今年3月3日，谷歌量子AI實驗室三名科學(xué)家在《自然》雜志上發(fā)表文章指出：“量子計算領(lǐng)域即將迎來歷史性的里程碑——量子霸權(quán)。雖然現(xiàn)在仍然不知道與應(yīng)用相關(guān)的算法是否能夠很快提升計算速度，但是只要量子計算的硬件，也就是量子計算機性能足夠強大，我們就能夠測試并且發(fā)展新的算法。”

量子計算機的研制目標(biāo)分為三個階段：

       第一個階段就是“量子霸權(quán)”階段；

       第二個階段是實用化量子模擬機階段，實現(xiàn)數(shù)百個量子比特相干操縱的專用型量子計算系統(tǒng)，應(yīng)用于具有實用價值的組合優(yōu)化、量子化學(xué)、機器學(xué)習(xí)等方面，指導(dǎo)新材料設(shè)計、藥物開發(fā)等；

       第三個階段是通用可編程的量子計算機階段，能夠相干操縱數(shù)億量子比特，實現(xiàn)可容錯的量子計算機，能在經(jīng)典密碼破解、大數(shù)據(jù)搜索、人工智能等方面發(fā)揮巨大作用。

       “如果完成三個階段，意味著人類實現(xiàn)了量子計算機的夢想，這將是人類實現(xiàn)第二次信息革命，全面進入量子信息時代的標(biāo)志。”中科大副研究員張文卓對第一財經(jīng)記者表示。

       目前，全球都仍處于第一階段的競逐中。在美國，從谷歌到IBM，在中國，從阿里巴巴到騰訊，世界頂尖的科技公司都在競相建造出第一臺可實際應(yīng)用的量子計算機。