谷歌的量子计算机，算不算人类的一个里程碑？

出品  光子盒研究院

来源  国外资讯翻译

1903年12月17日，在北卡罗来纳州的基蒂霍克，奥维尔·莱特乘坐着他和弟弟威尔伯建造的飞机“飞行1号”。

12秒后，他们的飞机颠簸着陆，而代表着人类可以翱翔时代却开始了。

当时的报道反应平淡，甚至在几年以后，也仅仅将莱特兄弟描述为“迄今为止最成功的飞行器的发明者”。

人们没啥感觉，更不会意识到这是人类的一个里程碑。

莱特兄弟试飞第一架滑翔机

2019年10月，谷歌宣称同样意义的里程碑再次出现。

谷歌在加州戈莱塔的研究小组，用一台装在“Sycamore”的处理器的实验用的量子计算机，在200秒钟内完成了一个随机数生成任务的时候（如果是用当今最快速的传统超级计算机，完成这个任务也要花上一万年的时间之久）。

谷歌很自豪，他们实现了“量子至上”，建立了一个能够完成传统计算机根本无法完成的任务，这个任务如果用现有计算机恐怕要等到12019年你才能看到结果。

所以，谷歌目前在量子计算领域已经取得的成果，真能和人类历史上的那些重要里程碑相比吗？

这是对量子计算的重要性和未来走向产生一个错误的认知。

桑达尔皮查伊 谷歌(Google)首席执行官在加州戈莱塔(Goleta)用一台量子计算机摆姿势。实验室。[图片：谷歌提供]

IBM明确表示量子霸权的时刻还远没有到来。

IBM此前安装在橡树岭国家实验室上的超级计算机已经可以达到200peaflop（petaflop,是衡量计算机性能的一个重要单位，1petaflop等于每秒钟进行1千万亿次的数学运算），如果要完成谷歌同样的任务，IBM需要两天半时间，虽比不上Sycamore的速度，但也足够快了，至少是一个可行的替代方案。

虽说IBM是谷歌在量子计算领域最强劲的竞争对手，但是“量子至上”整个理念值得深思，以及它将在什么时刻点可以与人类历史上其他决定性时刻相提并论。

当讨论“量子至上”的时候，有两种计算机模式需要考虑。

第一种，我们熟悉的经典电脑，从1956年的UNIVAC 1到如今的智能手机以及最为强大的超级计算机，核心原则是都是基于传统的1和0的数字运算来执行的。

第二种，完全颠覆我们认知的量子计算机，采用不同的物理和技术概念，它的基本构建块是一个量子位——可以同时表示1、0或两者。

量子计算机能以前所未有的速度完成超级庞大的计算任务。

举个例子，谷歌所说的基准测试，按常规是需要一万年来完成，牛逼的IBM超级计算机两天半就搞定了。但是！更牛逼谷歌的量子计算机Sycamore居然只用了200秒钟。

既然如此，量子计算机干嘛不终结对经典计算呢？

这其实也是IBM跟谷歌双方口水战的一部分。IBM始终认为，量子计算机目前过于稚嫩，未来在很长一段时间内更有可能是经典和量子计算机的协同工作。

正如加州理工学院教授约翰·普雷斯基尔在2012年那篇具有影响力的论文中所解释的，“量子优势”并不是一个单一的拐点，而是一个时代，在这个时代里，“我们将能够在受控量子系统的范围内完成超出经典计算机所能实现的任务。”

在谷歌、IBM和其他公司里，量子计算机研究的整个目标是建造出擅长于完成在经典计算机上不可能完成的任务，从而彻底改变世界的计算机。

尽管谷歌声称自己获得了“量子至上”奖，但它也承认，在量子计算机可以广泛应用之前，仍有大量工作要做。谷歌的对外宣传，把这200秒视为量子计算机的‘HelloWorld’程序，相当于程序员用一种新语言进行的超简单的编程练习。

首先，目前的量子计算机容易出错。在这次对外活动中，硬件团队的一名成员玛丽莎朱什蒂纳(Marissa Giustina)用白板绘制了一条时间线，显示目前的阶段只是我们可以接受计算机报错的那个时间点的一半，现在仍处于早期。

谷歌的玛丽莎·朱什蒂纳(Marissa Giustina)在新闻发布会上勾勒出了量子计算的连续过程。

有人批评谷歌捏造了一个人为的基准问题，你的量子计算机它还没有做任何有用的事情。

谷歌用了一个历史事件回应：1957年，苏联发射的第一颗人造卫星Sputnik。人造卫星也没做什么，它绕着地球盘旋，发出嗡嗡声。然而，这是太空时代的开始。

值得一提的是，在1957年，美国对苏联人造卫星发射的关注点很奇特，在于苏联是否利用这一新技术来监视美国。但是当美国从太空技术的角度重新审视这颗卫星，并做出反应的时，人们突然明白了这颗卫星为何如此重要。

Sputnik，前苏联造的人类第一颗人造卫星

在思考谷歌的研究论文和IBM对此的反应时，你会发现IBM很可能是对的。

谷歌的成就虽然有重要意义，但还不足以比肩1969年的阿波罗登月。

从一开始，将量子霸权拿来跟登月这一的里程碑时间相比较就不合适，因为登月是在一瞬间实现的，而且对每个人来说都是永远清晰的。这更像是根除麻疹：它可以实现，然后暂时没有实现，然后再实现。

因为按照定义，量子至上是为了击败经典计算机，而后者至少可以在一段时间内进行反击。

很少有人类的进步是“立即实现的“，因此，在评估谷歌行动的全部影响之前，耐心等待时机的到来是非常正确的事。

你我明白，虽然我们现在还没有进入到量子计算主宰一切的时代，但它早晚会来，不会太远。