大概很多人都有這樣一個習(xí)慣：每到年末回想往事的時候，打開年初自己寫下的計劃，會突然老臉一紅。沉默一會兒之后，我們默默撕碎它，開始寫明年的計劃——預(yù)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(yù)測明年一定要有什么技術(shù)突破的時候，往往不會想到這話第二年其實還能說一遍。

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

　　由于這個概念有清晰的參照系可供對比，所以理論上“量子霸權(quán)”將會在特定的某一天宣布實現(xiàn)。毫無疑問，這將是人類計算史上屈指可數(shù)的里程碑式成就。

　　如果我們?nèi)ニ阉饕嫔纤?ldquo;量子霸權(quán)”，然后把時間范圍定在一年前的今天。會發(fā)現(xiàn)中外很多量子計算從業(yè)者，包括這個領(lǐng)域的頂級科學(xué)家，都言之鑿鑿預(yù)測了一件事：量子霸權(quán)將在 2018 年實現(xiàn)。

　　諸位看官，這個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(yīng)該可以認(rèn)為：量子霸權(quán)在今年并沒有到來，科學(xué)家們的預(yù)測似乎不大靠譜。

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

　　每次想要開香檳的時候，都有人說再等等

　　其實 2018 年，量子計算的各路玩家并沒有閑著，上半年甚至有點瘋狂輸出的意思。

　　在 2017 年年底，IBM 公布消息稱，已經(jīng)研發(fā)出了“支持 50 個量子比特的計算機”。這件事在當(dāng)時引燃了新一輪量子霸權(quán)競速賽，也是在 IBM 的消息公布后，很多業(yè)內(nèi)人士都樂觀估計，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(quán)將在一年內(nèi)實現(xiàn)。

　　幾個月之后，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(diào)在工程化與實用性上自己更勝一籌。人們對于量子霸權(quán)的期待也更加濃厚。

　　而縱觀 2018，距離量子霸權(quán)成就最近的，還是行業(yè)內(nèi)的頭號玩家谷歌。似乎秉承著“絕不讓英特爾和汪峰搶到頭條”的戰(zhàn)略，谷歌在 3 月份馬上公布了名為 Bristlecone 的芯片，并宣稱這款芯片可以支持 72 個量子比特的計算。谷歌相關(guān)團隊負(fù)責(zé)人 John Martinis 在當(dāng)時提出，Bristlecone 已經(jīng)可以支持超越所有經(jīng)典計算的量子計算，并認(rèn)為年內(nèi)就會實現(xiàn)“量子霸權(quán)”。

　　劇情發(fā)展到這，似乎量子霸權(quán)已經(jīng)唾手可得。稍微提及一下，一般意義上認(rèn)為，能夠?qū)崿F(xiàn)量子霸權(quán)必須滿足兩個條件：實現(xiàn) 80 至 100 量子比特數(shù)的量子計算，并且錯誤率小于1%。當(dāng)然不同的理論驗證和數(shù)學(xué)模擬，會讓這個條件有各種版本上的出入。

　　不管怎么說，在硅谷還沒開春的時候，量子霸權(quán)的春天已經(jīng)到了，一場屬于量子的皇圖霸業(yè)似乎就要在今年展開旌旗。

　　然而并沒有。

　　每當(dāng)有人要開量子霸權(quán)這瓶香檳的時候，總會有人跳出來表示，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(dá)摩院量子實驗室參考了谷歌發(fā)表的量子芯片計劃，對其運作模式做了模擬。結(jié)果證實谷歌的量子芯片可能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到超級計算機的水平，所謂量子霸權(quán)近在眼前似乎有點過于樂觀了。

　　這個模擬結(jié)論得到了學(xué)術(shù)界的廣泛認(rèn)可，同時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，既沒有推出量產(chǎn)實物，也沒有發(fā)布經(jīng)過同行評議的論文和測試結(jié)果，只有對其架構(gòu)的一篇解釋。所以這芯片到底是什么情況，除了谷歌自己也沒人清楚。

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

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

　　谷歌確實是世界上距離量子霸權(quán)最近的一家公司;

　　量子霸權(quán)今年沒戲了。

　　看似已經(jīng)在成功邊緣瘋狂試探的量子霸權(quán)，怎么就這么困難呢?

　　最后一公里遍布荊棘：“量子霸權(quán)”到底什么情況?

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

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

　　我們采訪過一些量子計算領(lǐng)域的科學(xué)家，基本可以得出這樣一個結(jié)論，今天科技公司聚焦在量子比特數(shù)上的“軍備競賽”，大部分都不提一個關(guān)鍵問題：如何克服量子噪音。

　　在量子計算當(dāng)中，實現(xiàn)量子比特數(shù)增加固然重要，然而更重要的是要對量子糾纏實現(xiàn)足夠長時間的穩(wěn)定控制，也就是量子系統(tǒng)的相干控制能力。

　　量子態(tài)是極其不穩(wěn)定的，任何干擾都會造成巨大的噪音，即使在絕對零度的低溫下，量子糾纏還是會產(chǎn)生大量噪音干擾，導(dǎo)致計算結(jié)果出現(xiàn)巨大偏差。

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

　　回過頭來看，三大計算巨頭的量子霸權(quán)追趕游戲，都只能“宣布我做了什么”，卻不能“證明我做了什么”。沒有可開源測試的實物、沒有經(jīng)過同行評議的論文、沒有詳實的多條件實驗數(shù)據(jù)——甚至往往沒什么數(shù)據(jù)，只有概念解釋和一篇通告而已。換言之，2018 我們經(jīng)歷的量子計算大動作，市場層面的意義或許遠(yuǎn)大于科學(xué)層面的。

　　拋開量子比特數(shù)的瘋狂攀升，我們會發(fā)現(xiàn)量子霸權(quán)距離被實際證明，很可能還有非常遠(yuǎn)的路要走。而且即使證明了量子霸權(quán)存在，那一天距離量子計算真正投入到某個特定場景應(yīng)用還是有很遠(yuǎn)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(dǎo)致了應(yīng)用成本和場景受到了巨大的限制。而且連貫率和使用時間，也都是目前難以攻破的應(yīng)用障礙。

　　我們依舊可以堅定地相信，量子計算是一場宏大，甚至可以說唯一的未來。如果我們把遠(yuǎn)景和近景融合在一起，或許也就能夠理解為什么量子霸權(quán)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(xiàn)地“特別樂觀”。

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

　　某個時間點上，隨便一臺量子計算機，都會快過“太湖之光”一千多倍，這當(dāng)然是任何科技勢力都輸不起的未來。誰先搶到未來船票也就自然變成了一場競爭。這一年中，各個國家、各科技巨頭，以及資本勢力，都開始密集押寶量子計算。

　　去年年底，美國國會進行了“確保美國在量子技術(shù)世界領(lǐng)先地位”的聽證會。隨之今年歐盟、英國、加拿大、日本都開始大手筆投入量子計算研究，這場競賽中國當(dāng)然也沒有缺席。

　　同時，量子計算創(chuàng)業(yè)公司這個新鮮玩意開始攜帶著大筆資金進場，它們的出現(xiàn)證明了資本開始對這一領(lǐng)域產(chǎn)生了直觀期待。

　　全面火熱的情況下，科技巨頭的境遇問題也就被襯托了出來：它們確實最有優(yōu)勢，也在做實事;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)來到了深水區(qū)，面臨的問題也最復(fù)雜。

　　一方面必須瘋狂甩錢，一方面又必須要向社會和股市交代一些什么，將每次取得的成績進行一些可忍受范圍內(nèi)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(shù)來數(shù)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有落后。

　　于是我們看到了這樣一幅畫面：左手是行業(yè)人士的樂觀估計，右手是現(xiàn)實世界的無數(shù)問題，中間是站在斗獸場里，不知何時能殺出重圍的量子霸權(quán)。

　　無論如何，這項事關(guān)人類未來的技術(shù)，在這一年中并非沒有進展。而且中國的量子計算事業(yè)正在以肉眼可見的速度奔跑。潘建偉院士的團隊在今年繼續(xù)為我們帶來驚喜，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(guī)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，足見我們的量子計算已經(jīng)來到了某個不可小覷的新階段。

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