没必要对“量子霸权”恐慌

袁岚峰

英国《自然》杂志近日刊登谷歌关于实现“量子霸权”的论文引起舆论轰动。对大多数非专业人士来说，很容易产生的疑问是，谷歌所提到的“霸权”，究竟指的是美国高科技对其他国家的领先优势，还是谷歌对其他企业的竞争优势？

实际上，量子霸权是一个科学术语，跟国际政治无关。它指的是量子计算机在某个问题上远远超过现有计算机。传统计算机的基本单元是“比特”，即一个体系有且仅有两个可能的状态，好比一个开关。而量子计算机的基本单元是“量子比特”，它好比一个旋钮。一个比特只有两个状态，一个量子比特却有无穷多个状态。因此，量子计算机有可能做到传统计算机做不到的事。

特别值得注意的是，量子计算机并不是干什么都特别快，而是只针对某些特定的问题才特别快。但在这些特定的问题有一些非常重要，例如破解密码和搜索数据库。因此，中美等国的如谷歌、IBM、阿里、腾讯等，都在投入巨资研究量子计算。

谷歌在《自然》杂志上发表的论文中宣称，第一次对某个问题，量子计算机超越了目前最强的超级计算机，也就是实现了量子霸权。这是一个经过特别设计的有利于量子计算机的问题。他们造了一个包含53个量子比特的芯片，花了200秒对一个量子线路取样一百万次，而现有的最强超级计算机完成同样的任务需要10000年。但IBM给出了一个改进的算法，一下子把传统计算机花费的时间从10000年缩短到了两天半。两天半虽然还是比200秒长很多，但毕竟是可以实现的了。这样一来，就大大冲淡了谷歌成果的意义。

这并不说明谷歌的成果就是个夸大其词的“骗局”，我们重视量子计算，是因为它的潜力，而不是它的现状。它的确具备革命性，只是还需要艰苦的努力，绝非一蹴而就，更不是已经处在商业盈利的边缘，等着大家一哄而上。

量子霸权一词出世后，一些国内媒体一味渲染其优势，兜售恐慌。实事求是地说，中国在量子计算领域虽然整体而言落后于美国，不过进步迅速，并不断取得重要成果。就在《自然》杂志发表谷歌论文的前一天，中国科技大学的潘建伟和陆朝阳等人上传了一篇论文。他们的工作也是在对某个问题寻求实现量子霸权，虽然目前还没有实现，但关键指标“态空间大小”比以前的同类实验增大了10个量级，因此这也是一条有希望的技术路线。

在实现量子计算的道路上，我们需要探索所有可能的途径。无论是谷歌、IBM，还是中科大，各个国家、机构和技术路线的百舸争流，是这个领域蓬勃发展的最好景象。从增加研究投入、培养更多人才，到向公众普及量子科学，我们可做的和需要做的有很多。我们需要的不是恐慌，不是狂热，而是踏踏实实地努力。▲（作者是中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员，科技与战略风云学会会长）