全球聯(lián)交易寶：“量子霸權(quán)”來了，中國如何發(fā)力

       據(jù)《中國科學(xué)報》10月25日報道，“量子霸權(quán)”一石激起千層浪�！蹲匀弧冯s志刊發(fā)了谷歌公司的一篇論文。在該論文中谷歌表示，其開發(fā)出一款54量子比特數(shù)（其中53個量子比特可用）的超導(dǎo)量子芯片“Sycamore”�；�于Sycamore，谷歌對一個53比特、20深度的電路采樣一百萬次只需200秒。目前最強的經(jīng)典超級計算機Summit要得到類似的結(jié)果，則需要一萬年�；�于這一突破，谷歌宣稱其率先實現(xiàn)了“量子霸權(quán)”。

真的“霸權(quán)”了嗎？

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

       IBM研究人員在發(fā)表的論文中寫道，谷歌在實驗中并沒有充分挖掘超級計算機的潛力。如果按照IBM的方法來對超級計算機進行編程，僅需2.5天就能完成谷歌論文中的任務(wù)。

       對此，中國科學(xué)院、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)表示，谷歌“一萬年”結(jié)論的得出，是基于量子計算特性，相對經(jīng)典計算機效率提升“粗暴計算得出的數(shù)字”，并沒有考慮現(xiàn)在超級計算機在存儲、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”。衡量量子計算機實現(xiàn)“量子霸權(quán)”的標(biāo)準是：能比經(jīng)典計算機更好地解決一個特定計算問題。

       不過需要認識到，量子計算機并非無所不能，只能是在進行某些操作時能夠發(fā)揮快速的優(yōu)勢。還需要認識到的是，量子計算機還遠不成熟。量子相干有時間限制，必須在退相干之前完成計算。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，量子計算機距離商業(yè)化還有很長的道路，飛入尋常百姓家還是比較遙遠的事情。一般認為，真正實現(xiàn)量子計算機的商業(yè)化，需要上百萬個量子比特的處理器。

中國何時實現(xiàn)？

       近年來，我國在量子計算相關(guān)領(lǐng)域的投入非常可觀，并由此取得了諸多成果。我國在超導(dǎo)量子計算領(lǐng)域近年來進展迅速，以中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)、浙江大學(xué)和中國科學(xué)院物理所等為代表的單位先后創(chuàng)造了10個、12個、18個量子比特糾纏的新紀錄，在國際上已經(jīng)躋身一流的研究團隊。此外，清華大學(xué)、南京大學(xué)、中國科學(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)，也在量子計算領(lǐng)域有相關(guān)研究或布局。

       從公開發(fā)表的論文來看，在量子處理器所集成的數(shù)量以及性能等綜合指標(biāo)上，“我國與谷歌存在一定的差距，但并沒有明顯的差距”。我們前期已經(jīng)突破了20個量子比特的超導(dǎo)量子計算技術(shù)，正在攻關(guān)50量子比特。如果能有效地組織起國內(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。不能低估實現(xiàn)量子計算機的工程技術(shù)難度。因為要實現(xiàn)量子計算機，很大一部分工作就是解決工程實現(xiàn)問題。

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

       中國有世界上第一顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星，并且圓滿完成了幾大既定任務(wù)。中國在量子通信方面所取得成就讓其他國家加快了追趕的步伐。量子計算及量子通信有很廣闊的發(fā)展前景，量子技術(shù)或許進入了群雄爭霸的時代。

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