1万年的计算，200秒做完

古月一刀

2019 年10 月，谷歌在《自然》杂志上发表论文，表示其研发的量子计算机，在200 秒内完成了此前需要花1 万年时间才能搞定的特定问题计算。

业界引起了一波“强震”。有人拍手叫好，有人心生疑惑。但不可否认，在一个“算力为王”的互联网时代，量子计算技术一旦获得突破，掌握这种能力的国家，会在经济、军事、科研、安全等领域崛起为超级强国。在这种力量的威慑下，现在的银行安全体系、互联网账号体系、各种加密通信都形同虚设。

毕竟，没有密码可以经得住“1 万年运算”的考验。

量子计算

谷歌是在《自然》杂志上发起这一讨论的。

2019 年10 月23 日， 谷歌的工程师发表论文，表示其开发的53 位量子计算机Sycamore，在200 秒内完成了Summit（世界上最快超级计算机）需要花1 万年时间才能搞定的特定问题计算。谷歌声称，通过这台量子计算机实现了量子霸权（Quantum Supremacy）。

我们来梳理一下。

先从常见的超级计算机开始。简单来说，超级计算机就是能执行一般个人电脑所无法处理的运算的计算机。

中国曾研发出世界第一的超级计算机“神威·太湖之光”，但之后被美国的Sierra 和Summit 超越。在超算领域，中美日欧是头部玩家；超算500强中，中国占了四成，美国占了两成。

下一个问题，被称为“次世代计算机”的量子计算机是什么？

首先我们要明确的一点是，无论是经典计算机还是量子计算机，都是用0和1 二進制序列保存数据的。在经典计算机中，0 和1 由不同的电压实现，0 代表低电压信号，1 代表高电压信号，二进制序列由一个高低电压交错的脉冲实现。

在经典世界中， 我们只能同时拥有一个状态。如果拥有了001 态，我们就不能同时拥有010 态。但在量子世界中，我们可以得到叠加态。与经典算法不同，量子算法不用传统的单线程计算，而是可以并行计算。这就使得量子计算的效率大大提高了。

量子计算机，简单地说，它是一种可以实现量子计算的机器。并行计算是量子计算机实现算力突破的最大武器。1982 年，由美国著名物理学家理查德·费曼提出的利用量子体系实现通用计算的新奇想法，在计算机的发展中不断得以验证。

看似爆炸性的新闻背后，实际上是人类长期在计算机领域不惜成本投入研发的结果，直到谷歌公司真正实现算力突破。谷歌只是站在无数巨人的肩上，未来也同样会成为其他人的垫脚石。

最后来谈谈量子霸权。霸权听上去很唬人，其实也没有那么可怕，比如把Supremacy 翻译成“优势”的时候。

它主要是指，在未来的某个时刻，功能强大的量子计算机可以完成经典计算机几乎不可能完成的任务，比如一天之内破解原本几万年才能破解的密码，等等。

巨头发难

如此令人吃惊的成就被公之于众，欢呼之后，接下来更多的是接受公众的打量与审视。

美国斯坦福大学量子物理学家帕特里克·海登坦言，谷歌的量子比特处理器可能具有很强的计算能力，以至于传统方法无法模拟和验证，所以很难确定谷歌是否正确。“当然，谷歌量子计算研究团队是一群严肃的科学家，他们会尽其所能来确定这一点。”海登补充道。

学者们的发言还算是客气的，相较之下，谷歌在量子领域的主要对手IBM则“火力全开”了。IBM 方面表示在超级计算机上仅需两天半，就能完成谷歌在论文中所谓的1 万年才能完成的计算。在未来，传统计算机和量子计算机应该是各有任务， 而不是前者被“ 吊打出局”。