全球聯(lián)：實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”這意味著什么？

       谷歌有望成為首個(gè)宣稱實(shí)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(shí)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(tái)53量子比特的量子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)架構(gòu)計(jì)算機(jī)無(wú)法完成的任務(wù)——在世界第一超算Summit需要計(jì)算1萬(wàn)年的實(shí)驗(yàn)中，谷歌的量子計(jì)算機(jī)只用了3分20秒。

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

       不過(guò)NASA很快就把這篇文章刪除了，谷歌官方也未對(duì)此表態(tài)。嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)家認(rèn)為，這或許是一項(xiàng)尚未證實(shí)的實(shí)驗(yàn)和一篇尚未完成的論文提前被泄露了。“谷歌的實(shí)驗(yàn)很可能還沒(méi)有經(jīng)過(guò)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(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示。

       目前尚無(wú)法證實(shí)谷歌是否真正實(shí)現(xiàn)了所謂的“量子霸權(quán)”，也就是指當(dāng)量子計(jì)算機(jī)發(fā)展到50個(gè)比特時(shí)，計(jì)算能力將超越全球最快的傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，實(shí)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(shí)現(xiàn)了50個(gè)和72個(gè)量子位的原型機(jī)。

       今年3月3日，谷歌量子AI實(shí)驗(yàn)室三名科學(xué)家在《自然》雜志上發(fā)表文章指出：“量子計(jì)算領(lǐng)域即將迎來(lái)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(jì)算速度，但是只要量子計(jì)算的硬件，也就是量子計(jì)算機(jī)性能足夠強(qiáng)大，我們就能夠測(cè)試并且發(fā)展新的算法。”

量子計(jì)算機(jī)的研制目標(biāo)分為三個(gè)階段：

       第一個(gè)階段就是“量子霸權(quán)”階段；

       第二個(gè)階段是實(shí)用化量子模擬機(jī)階段，實(shí)現(xiàn)數(shù)百個(gè)量子比特相干操縱的專用型量子計(jì)算系統(tǒng)，應(yīng)用于具有實(shí)用價(jià)值的組合優(yōu)化、量子化學(xué)、機(jī)器學(xué)習(xí)等方面，指導(dǎo)新材料設(shè)計(jì)、藥物開(kāi)發(fā)等；

       第三個(gè)階段是通用可編程的量子計(jì)算機(jī)階段，能夠相干操縱數(shù)億量子比特，實(shí)現(xiàn)可容錯(cuò)的量子計(jì)算機(jī)，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(gè)階段，意味著人類實(shí)現(xiàn)了量子計(jì)算機(jī)的夢(mèng)想，這將是人類實(shí)現(xiàn)第二次信息革命，全面進(jìn)入量子信息時(shí)代的標(biāo)志。”中科大副研究員張文卓對(duì)第一財(cái)經(jīng)記者表示。

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