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谷歌實現的是“量子霸權”,還是“量子烏龍”?

谷歌實現的是“量子霸權”,還是“量子烏龍”?

近日,美國谷歌公司研究人員在美國國家航空航天局(NASA)官網上發表論文,稱其所研究的量子計算機僅需3分20秒就可完成目前全球最快超級計算機(“超算”)Summit需一萬年才能完成的計算。

谷歌方還對此稱“這意味著首個只能由量子計算機完成的工作已經出現並完成”,將之譽為“邁向全面量子計算的里程碑”,並使用了“谷歌獲得量子霸權”的字眼,引發廣泛轟動。

但正在人們紛紛爭論谷歌是否真的獲得“量子霸權”,以及“量子霸權”究竟有何實際意義之際,這篇“吹皺一池春水”的“量子霸權”論文居然神秘消失。據隨後NASA方面傳出的消息稱,可能係誤發了尚待完成的論文,因此隨後“自行刪除”。

谷歌宣稱“量子霸權”並非首次

這個“論文烏龍”究竟是無心之失,還是一出精心安排的“火力試探”,暫且按下不表。但在論文“存在”期間,谷歌方面所表達的兩個要點卻十分清晰。

第一,他們希望表明量子計算機技術進入或至少接近所謂“綠色區域”,即實用化的容錯通用量子計算機時代,足以對如今擔負高速計算主角的“超算”構成實質性威脅。所謂“量子霸權”時代業已到來,至少無限接近。

第二,是谷歌而非其他國家、地區或企業,成為“量子霸權”的執牛耳者。

事實上,近一兩年來,谷歌在“量子”相關話題上真真假假、虛虛實實,曝出的“里程碑”已不在少數,且許多比此次缺乏參照性的論文更有“乾貨” 。

比如,去年3月5日,谷歌宣稱推出72比特量子芯片“Bristlecon”,宣稱可藉此突破“量子霸權”;去年7月底,谷歌又發布了據稱可用於量子計算的Python開源庫Cirq,並再次將“足以證明量子霸權”的標籤醒目貼出。

對於這些“里程碑”,各國科學家在一度興奮、激動、緊張後,迅速冷靜下來。他們一方面肯定谷歌在這方面的投入、探索和收穫,另一方面也實事求是地指出,不論“Bristlecon”或Cirq都存在兩個關鍵的不確定點。

首先,量子計算機和傳統“超算”之間計算能力的比較結論,難以獲得驗證;其次,目前各國、各研究機構所研製並公開的各種量子處理器,在讀出和邏輯運算時的錯誤率並不穩定。正如部分科學家指出的,“一台快但錯誤率畸高的量子計算機遠不足以取代傳統‘超算’”。

“量子霸權”存在兩個關鍵不確定點

在谷歌通過發布“Bristlecon”宣稱掌握“量子霸權”時,美國斯坦福大學著名量子物理學家、Q-FARM項目聯合召集人之一海登(Patrick Hayden)表示,“量子霸權”只是個“模糊的里程碑”。

海登們指出,所謂“量子霸權”,是在量級計算機研究論證過程中提出的一個目標性概念,即如果能證明量子計算機在某個問題上計算能力遠遠超過性能最好的“超算”,就算實現了“量子計算機對傳統計算機的霸權”。

通俗而言,即可以用量子計算機實現對“超算”的“更新換代”。海登當時還提出了“有效操縱50個左右量子比特”的具體量化標準。而谷歌兩次宣稱“突破‘量子霸權’”的理由也正在於此。

但如前所述,鑑於兩個關鍵的“不確定點”至今都未能被證明獲得有效突破,迄今都沒有哪個研究機構或商業開發機構敢負責任地表示,自己的成果足以確鑿、穩定地在某個實用性領域替代“超算”。

所謂“量子霸權”,暫時自然也就無法“落地”。

儘管“搶占制高點”的急切心情溢於言表,但再次喊出“突破量子霸權”的谷歌方,在NASA論文未刪前也坦言,此次“突破”尚無法實用化。簡單來說,如果沒有“打埋伏”,此次的“量子霸權”里程碑,至少並不比谷歌去年宣布的兩座更高。

因此,我們在肯定一些科學成就的同時,也應對科技領域的探索、嘗試,抱持更科學更審慎的態度:科學既需要“大膽假設”,也需要“小心求證”,更需要耐心、謹慎和時間。科學有風險,科學探索也允許反複試驗和階段性挫折,過於急躁是要不得的。

□李厚何(專欄作家)