谷歌的“量子优越性”靠谱吗？潘建伟团队独家解析

10月23日，英国《自然》杂志发表论文，谷歌宣称的“量子优越性”敲下实锤。

特朗普大女儿伊万卡在社交媒体官宣，称美国实现了“量子霸权”。

量子计算200秒，等于地球最强超算1万年，谷歌的这个结论是真的吗？

谷歌实验证明的“量子优越性”，是什么概念？中国量子计算研究离这个里程碑还有多远？量子计算实现应用，这个未来是否可期？

带着这些问题，浙江新闻记者联系了中国量子专家潘建伟团队，听一听他们的独家解析。

谷歌量子计算机Sycamore的量子比特线路，采用超导材料搭建，置于极低温环境中。图片来源：Google。

《自然》杂志发表的论文显示，谷歌团队基于一个包含53个可用量子比特的可编程超导量子处理器，在200秒内完成了一项任务，并且估计，如果使用当前全球最强的超级计算机Summit来计算得到同样的结果，需耗时约1万年。

Quantum Supremacy，伊卡万口中的“量子霸权”，在学术界包括谷歌自身，更倾向于翻译为“量子优越性”。

潘建伟团队表示，量子计算实验技术发展了数十年，近几年迎来一波技术爆发期。谷歌持续13年重金投入实现“量子优越性”，对量子计算领域而言，无疑是一个激动人心的工作，同时也是量子计算发展道路上的一个重要里程碑。

谷歌公司首席执行官孙达尔·皮柴接受媒体采访时说，此次成果在量子计算发展史上的地位，可媲美飞行史上莱特兄弟发明飞机时成功地12秒首次试飞。

其实，这篇论文在9月曾被NASA“意外”在官网公布，尽管不久后被悄悄删除，但业内已经诸多议论。

IBM第一个表示“不服”。10月21日，IBM的研究人员在阿奇夫论文预印本网站上贴出一篇论文，承认谷歌的实验非常好地展示了基于超导的量子计算领域进展，但也提出了质疑。

他们认为，谷歌对随机量子线路的经典模拟优化得并不好，按IBM的计算，现有最好的超级计算机只需要2.5天就能完成前述的计算任务，甚至还可能更快。

“需要明确指出的是，量子计算机与超级计算机之间并不是竞争关系，而是互补关系。”陆朝阳告诉记者，量子计算可以求解一些经典计算目前难以求解的问题，但目前已知的绝大多数问题上并未表现出明显优势。

潘建伟团队认为，谷歌用于证明“量子优越性”的随机量子线路采样并没有实际应用价值，它的价值在于在实验上证明量子计算机确实有超越目前最强超算的能力。“第一次让我们真正从实验的角度，看到了量子计算的强大潜力。”

中国量子专家，潘建伟团队。

“对于谷歌量子计算系统的关键技术，我们很早就进行了正确的研判和布局，且已有阶段性突破。因此，我国在超导领域虽与美国存在差距，但是不存在代差。” 陆朝阳说。

近年来，以中科大、浙大、中科院物理所等为代表的多个科研团队，已经突破了20个量子比特的超导量子计算技术，目前正在攻关50比特量子计算技术，并有望在明年底实现“量子优越性”。阿里巴巴、腾讯和百度等科技企业也相继布局量子计算。

那么，量子计算还有多久才能投入实用？

“也许未来15年将是一个重要节点。”潘建伟团队介绍，量子计算未来将在诸多领域产生颠覆性的影响，包括信息安全、机器学习、药物分析、量子化学等领域，都将打开新的大门。

“还有很多未知的技术挑战在等着我们攻克，近期我们将在中小型带噪声的量子计算设备上探索实际有用的应用，并有望在机器学习、量子化学等领域有所突破。”目前，团队已有明确的科研方向，未来可期。

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