大概很多人都有這樣一個(gè)習慣：每到年末回想往事的時(shí)候，打開(kāi)年初自己寫(xiě)下的計劃，會(huì )突然老臉一紅。沉默一會(huì )兒之后，我們默默撕碎它，開(kāi)始寫(xiě)明年的計劃——預備一年之后再撕。

　　這是人之常情，往往也是新技術(shù)的常態(tài)。

　　在我們年底瘋狂預測明年一定要有什么技術(shù)突破的時(shí)候，往往不會(huì )想到這話(huà)第二年其實(shí)還能說(shuō)一遍。

　　比如說(shuō)，量子計算領(lǐng)域有個(gè)特別著(zhù)名的概念，叫做“量子霸權”。這個(gè)概念很好理解，就是說(shuō)有一天量子計算將可以超越人類(lèi)所有超級計算機，繼而證明計算的未來(lái)將完全由量子計算來(lái)把控。

　　由于這個(gè)概念有清晰的參照系可供對比，所以理論上“量子霸權”將會(huì )在特定的某一天宣布實(shí)現。毫無(wú)疑問(wèn)，這將是人類(lèi)計算史上屈指可數的里程碑式成就。

　　如果我們去搜索引擎上搜“量子霸權”，然后把時(shí)間范圍定在一年前的今天。會(huì )發(fā)現中外很多量子計算從業(yè)者，包括這個(gè)領(lǐng)域的頂級科學(xué)家，都言之鑿鑿預測了一件事：量子霸權將在 2018 年實(shí)現。

　　諸位看官，這個(gè)年頭媒體不光要手快，更重要的是有好的記憶力。鑒于 2018 不剩多少存量，我們今天應該可以認為：量子霸權在今年并沒(méi)有到來(lái)，科學(xué)家們的預測似乎不大靠譜。

　　當然了，嘲諷不是重點(diǎn)，我們希望回顧的是這次錯判背后的邏輯。究竟還要經(jīng)歷多少斗獸場(chǎng)中的腥風(fēng)血雨，量子霸權的桂冠才能被摘下?

　　每次想要開(kāi)香檳的時(shí)候，都有人說(shuō)再等等

　　其實(shí) 2018 年，量子計算的各路玩家并沒(méi)有閑著(zhù)，上半年甚至有點(diǎn)瘋狂輸出的意思。

　　在 2017 年年底，IBM 公布消息稱(chēng)，已經(jīng)研發(fā)出了“支持 50 個(gè)量子比特的計算機”。這件事在當時(shí)引燃了新一輪量子霸權競速賽，也是在 IBM 的消息公布后，很多業(yè)內人士都樂(lè )觀(guān)估計，支持更多量子比特的計算機將相繼誕生，繼而判斷量子霸權將在一年內實(shí)現。

　　幾個(gè)月之后，IBM 的老對手英特爾宣布量產(chǎn)了 49 量子比特的計算芯片。似乎強調在工程化與實(shí)用性上自己更勝一籌。人們對于量子霸權的期待也更加濃厚。

　　而縱觀(guān) 2018，距離量子霸權成就最近的，還是行業(yè)內的頭號玩家谷歌。似乎秉承著(zhù)“絕不讓英特爾和汪峰搶到頭條”的戰略，谷歌在 3 月份馬上公布了名為 Bristlecone 的芯片，并宣稱(chēng)這款芯片可以支持 72 個(gè)量子比特的計算。谷歌相關(guān)團隊負責人 John Martinis 在當時(shí)提出，Bristlecone 已經(jīng)可以支持超越所有經(jīng)典計算的量子計算，并認為年內就會(huì )實(shí)現“量子霸權”。

　　劇情發(fā)展到這，似乎量子霸權已經(jīng)唾手可得。稍微提及一下，一般意義上認為，能夠實(shí)現量子霸權必須滿(mǎn)足兩個(gè)條件：實(shí)現 80 至 100 量子比特數的量子計算，并且錯誤率小于1%。當然不同的理論驗證和數學(xué)模擬，會(huì )讓這個(gè)條件有各種版本上的出入。

　　不管怎么說(shuō)，在硅谷還沒(méi)開(kāi)春的時(shí)候，量子霸權的春天已經(jīng)到了，一場(chǎng)屬于量子的皇圖霸業(yè)似乎就要在今年展開(kāi)旌旗。

　　然而并沒(méi)有。

　　每當有人要開(kāi)量子霸權這瓶香檳的時(shí)候，總會(huì )有人跳出來(lái)表示，哥們兒咱再等等吧。

　　年度打臉的主角是阿里。5 月，眾多科技媒體報道了，阿里達摩院量子實(shí)驗室參考了谷歌發(fā)表的量子芯片計劃，對其運作模式做了模擬。結果證實(shí)谷歌的量子芯片可能還遠遠達不到超級計算機的水平，所謂量子霸權近在眼前似乎有點(diǎn)過(guò)于樂(lè )觀(guān)了。

　　這個(gè)模擬結論得到了學(xué)術(shù)界的廣泛認可，同時(shí)也被視為中美在量子計算領(lǐng)域的又一次隔空交鋒。

　　需要注意的是，谷歌發(fā)布的 Bristlecone 芯片，既沒(méi)有推出量產(chǎn)實(shí)物，也沒(méi)有發(fā)布經(jīng)過(guò)同行評議的論文和測試結果，只有對其架構的一篇解釋。所以這芯片到底是什么情況，除了谷歌自己也沒(méi)人清楚。

　　谷歌確實(shí)把開(kāi)香檳的日子推遲了，但也不是就此做罷。上個(gè)月的新消息稱(chēng)，谷歌開(kāi)啟了一項與 NASA 的量子計算合作，將利用 NASA 的超級計算機 Pleiades，通過(guò)谷歌云來(lái)驗證 Bristlecone 的計算能力到底達到了什么水準。

　　這個(gè)計劃又被很多媒體稱(chēng)為“向量子霸權的最后沖刺”。不管結論如何，我們都可以知道兩件事：

　　谷歌確實(shí)是世界上距離量子霸權最近的一家公司;

　　量子霸權今年沒(méi)戲了。

　　看似已經(jīng)在成功邊緣瘋狂試探的量子霸權，怎么就這么困難呢?

　　最后一公里遍布荊棘：“量子霸權”到底什么情況?

　　看起來(lái)通往量子霸權之路，已經(jīng)來(lái)到了最后的 boss 戰。似乎只要谷歌、IBM 這樣的大佬在瘋狂輸出兩把就通關(guān)了。

　　然而實(shí)際情況中，量子計算的這最后一公里，很可能比發(fā)布會(huì ) PPT 上描述的要遠的多。

　　我們采訪(fǎng)過(guò)一些量子計算領(lǐng)域的科學(xué)家，基本可以得出這樣一個(gè)結論，今天科技公司聚焦在量子比特數上的“軍備競賽”，大部分都不提一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題：如何克服量子噪音。

　　在量子計算當中，實(shí)現量子比特數增加固然重要，然而更重要的是要對量子糾纏實(shí)現足夠長(cháng)時(shí)間的穩定控制，也就是量子系統的相干控制能力。

　　量子態(tài)是極其不穩定的，任何干擾都會(huì )造成巨大的噪音，即使在絕對零度的低溫下，量子糾纏還是會(huì )產(chǎn)生大量噪音干擾，導致計算結果出現巨大偏差。

　　因此所有拋開(kāi)控制力和糾錯能力，僅以量子特別數談“量子霸權”，基本是一種商業(yè)尬吹式耍流氓。

　　回過(guò)頭來(lái)看，三大計算巨頭的量子霸權追趕游戲，都只能“宣布我做了什么”，卻不能“證明我做了什么”。沒(méi)有可開(kāi)源測試的實(shí)物、沒(méi)有經(jīng)過(guò)同行評議的論文、沒(méi)有詳實(shí)的多條件實(shí)驗數據——甚至往往沒(méi)什么數據，只有概念解釋和一篇通告而已。換言之，2018 我們經(jīng)歷的量子計算大動(dòng)作，市場(chǎng)層面的意義或許遠大于科學(xué)層面的。

　　拋開(kāi)量子比特數的瘋狂攀升，我們會(huì )發(fā)現量子霸權距離被實(shí)際證明，很可能還有非常遠的路要走。而且即使證明了量子霸權存在，那一天距離量子計算真正投入到某個(gè)特定場(chǎng)景應用還是有很遠的路要走。

　　今天量子計算必須在超低溫下才能保證較低的錯誤率，這導致了應用成本和場(chǎng)景受到了巨大的限制。而且連貫率和使用時(shí)間，也都是目前難以攻破的應用障礙。

　　我們依舊可以堅定地相信，量子計算是一場(chǎng)宏大，甚至可以說(shuō)唯一的未來(lái)。如果我們把遠景和近景融合在一起，或許也就能夠理解為什么量子霸權一直都處在“瘋狂試探”的狀態(tài)里。

　　大勢與小情：“空城計”為何不得不唱

　　我們可以嘗試站在一家巨型上市公司項目發(fā)言人的角度，想想為什么總是要在量子計算這件事上表現地“特別樂(lè )觀(guān)”。

　　首先，在數學(xué)和算法層面，今天已經(jīng)有足夠證據證明“量子優(yōu)勢”是確實(shí)存在的。所以從技術(shù)上這條路必須走下去。

　　某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，隨便一臺量子計算機，都會(huì )快過(guò)“太湖之光”一千多倍，這當然是任何科技勢力都輸不起的未來(lái)。誰(shuí)先搶到未來(lái)船票也就自然變成了一場(chǎng)競爭。這一年中，各個(gè)國家、各科技巨頭，以及資本勢力，都開(kāi)始密集押寶量子計算。

　　去年年底，美國國會(huì )進(jìn)行了“確保美國在量子技術(shù)世界領(lǐng)先地位”的聽(tīng)證會(huì )。隨之今年歐盟、英國、加拿大、日本都開(kāi)始大手筆投入量子計算研究，這場(chǎng)競賽中國當然也沒(méi)有缺席。

　　同時(shí)，量子計算創(chuàng )業(yè)公司這個(gè)新鮮玩意開(kāi)始攜帶著(zhù)大筆資金進(jìn)場(chǎng)，它們的出現證明了資本開(kāi)始對這一領(lǐng)域產(chǎn)生了直觀(guān)期待。

　　全面火熱的情況下，科技巨頭的境遇問(wèn)題也就被襯托了出來(lái)：它們確實(shí)最有優(yōu)勢，也在做實(shí)事;然而相比于大部分還在概念中醞釀的學(xué)術(shù)界和創(chuàng )業(yè)公司計劃，巨頭的量子計算項目已經(jīng)來(lái)到了深水區，面臨的問(wèn)題也最復雜。

　　一方面必須瘋狂甩錢(qián)，一方面又必須要向社會(huì )和股市交代一些什么，將每次取得的成績(jì)進(jìn)行一些可忍受范圍內的夸大，也就順理成章變成了行業(yè)慣例。

　　要知道，能做量子計算的數來(lái)數去一共就那么幾家，任何一家略微“虛張聲勢”一下，其他對手就近乎必須證明自己并沒(méi)有落后。

　　于是我們看到了這樣一幅畫(huà)面：左手是行業(yè)人士的樂(lè )觀(guān)估計，右手是現實(shí)世界的無(wú)數問(wèn)題，中間是站在斗獸場(chǎng)里，不知何時(shí)能殺出重圍的量子霸權。

　　無(wú)論如何，這項事關(guān)人類(lèi)未來(lái)的技術(shù)，在這一年中并非沒(méi)有進(jìn)展。而且中國的量子計算事業(yè)正在以肉眼可見(jiàn)的速度奔跑。潘建偉院士的團隊在今年繼續為我們帶來(lái)驚喜，阿里發(fā)布了量子計算模擬器“太章”，華為、百度、騰訊分別亮出了自己的量子規劃與團隊。前不久美國對中國的“新技術(shù)禁令”中，量子計算相關(guān)技術(shù)和 AI 算法并列第一，足見(jiàn)我們的量子計算已經(jīng)來(lái)到了某個(gè)不可小覷的新階段。

　　由衷希望，量子霸權的大新聞并不會(huì )讓大家等很久。我相信問(wèn)題不大。
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