TUhjnbcbe - 2025/2/17 10:36:00
选自IEEESpectrum作者：LeeGomes机器之心编译参与：刘晓坤、黄小天、李泽南随着谷歌要在今年实现「量子霸权」等新闻的出现，社交网络上最近出现了一个热门的话题：当前的量子计算技术前沿是什么水平？量子计算和人工智能一样，是目前人类科技发展的重要方向。在摩尔定律逐渐失效的今天，科技巨头和创业公司无不想使量子计算成为主流，但成功与否依然未知。本文作者探访了数位一线研究人员，试图为你揭开当前人类量子技术水平的谜团。值得注意的是，其中大多数人都对目前量子计算技术的进展持谨慎态度，正如其中一位科学家所说的：「我不认为那些鼓吹量子计算机将很快能够解决现实世界问题，或实现商用化的人是完全诚实的。」IBM的新量子计算机看起来像科幻电影中的道具；这些复杂的装置是否有用依然不得而知。你一定知道「薛定谔的猫」，那只同时处在生和死的状态的猫。现在我们来认识一下「薛定谔的科学家」，他们同时处在一种既高兴又惊恐的怪异状态之中。薛定谔的著名思想实验再次以新的形式出现，因为量子研究者正处在孜孜追求的成功的风口浪尖：打造一台传统计算机无法匹敌的量子计算机。数年来他们坚持与认为量子计算机只不过是科学幻想的唱反调的人论战，现在他们终于有了自我祝贺的资格。但是同时他们也在抨击媒体的炒作，后者过分夸大了量子计算的进展。比如，《时代》杂志年2月17日量子计算专题中，编辑在封面上写到：「无限机」（theInfinityMachine）如此具有革命性以至于其可解决人类一些最复杂的问题。自此之后，媒体的炒作之风一发不可收拾。科罗拉多大学波尔得分校的量子计算研究员GraemeSmith解释了现今这一领域面对的难题，他说：「过去你在这一领域工作，如果你告诉每个人量子计算未来大有前景，那么你一定是个乐观主义者；现在情况改变了，当有人讲量子计算机很快会解决所有问题时，我和同僚们简直无法相信。大家争先恐后地声明量子计算机的用途，这看上起像极了一场恶性竞争。」目前激动人心的原因是，就在今年某个时候，量子计算有望取得一个里程碑式的成果。在谷歌和IBM研究小组的领导之下，科学家预计实现「量子霸权」。这意味着该系统能解决传统现有计算机没有内存或处理能力来解决的问题。尽管标题党们一再宣称量子计算的到来不可避免，但其成就相比炒作会打折扣。首先，谷歌用以运行以展示量子霸权的算法并未做出任何实际重要的事情：超出目前任何传统计算机的计算能力的问题。构建人们实际关心的、可解决实际问题的量子计算机需要长年的研究。谷歌和IBM的量子计算工程师说道，确实，能够解决最棘手的计算问题的量子计算机可能还要再等数十年。即使这样，实际上该领域没人会期望量子计算机取代传统计算机——尽管随着摩尔定律失效，人们普遍相信量子计算时代呼之欲出。目前所有量子计算机的设计都是将其与传统计算机配对，执行无数的预处理和后处理步骤。更重要的是，考虑到让量子计算机工作的软硬件开销，现在许多可以在传统计算机上快速执行的日常编程任务实际上在量子计算机上可能运行得更慢。曾在NIST工作多年，后来加入微软雷德蒙德研究院的量子研究员StephenJordan说：「我并不认为有人会希望量子计算机取代传统计算机。」而且，量子计算机很可能只对现有计算机无法处理的、回报巨大的特定计算工作有帮助。量子计算机的想法最早可追溯到诺贝尔奖得主、物理学家RichardFeynman在年的一次演讲，其中他设想了通过亚原子粒子的特有属性建模其他亚原子粒子行为的可能性。曾工作于ATT贝尔实验室、现在MIT的PeterShor在年的论文《AlgorithmsforQuantumComputation:IDiscreteLogarithmsandFactoring》中提出了更好的设想：如果可以打造一台量子计算机，找到大数的质因子，就可以破解常用的公钥加密系统。这样一台计算机将从根本上瓦解互联网。这引起了很多人的