“量子霸權(quán)”一石激起千層浪。2019年10月24日，《自然》雜志刊發(fā)了谷歌公司的一篇論文。谷歌在該論文中表示，其開(kāi)發(fā)出一款54量子比特?cái)?shù)(其中53個(gè)量子比特可用)的超導(dǎo)量子芯片“Sycamore”?；赟ycamore，谷歌對(duì)一個(gè)53比特、20深度的電路采樣一百萬(wàn)次只需200秒。而目前最強(qiáng)的經(jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)Summit要得到類似的結(jié)果，則需要一萬(wàn)年?；谶@一突破，谷歌宣稱其率先實(shí)現(xiàn)了“量子霸權(quán)”。

谷歌真的實(shí)現(xiàn)“霸權(quán)”了嗎?谷歌剛剛宣稱實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”，同樣在量子計(jì)算領(lǐng)域深耕的IBM就提出了質(zhì)疑。

IBM研究人員在發(fā)表的論文中寫道，谷歌在實(shí)驗(yàn)中并沒(méi)有充分挖掘超級(jí)計(jì)算機(jī)的潛力。如果按照IBM的方法來(lái)對(duì)超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行編程，僅需2.5天就能完成谷歌論文中量子計(jì)算機(jī)耗時(shí)200秒的任務(wù)。

其實(shí)“量子霸權(quán)”這一概念最早是由加州理工學(xué)院理論物理學(xué)家John Preskill在2011年的一次演講中提出的，也可翻譯為“量子優(yōu)越性”或“量子優(yōu)勢(shì)”。衡量量子計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”的標(biāo)準(zhǔn)是：能比經(jīng)典計(jì)算機(jī)更好地解決一個(gè)特定計(jì)算問(wèn)題。

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)量子物理與量子信息研究部教授朱曉波認(rèn)為，此次谷歌發(fā)表的研究成果是人類首次實(shí)驗(yàn)演示在一個(gè)計(jì)算復(fù)雜度被嚴(yán)格證明的問(wèn)題上，量子計(jì)算機(jī)相較于經(jīng)典計(jì)算機(jī)有壓倒性優(yōu)勢(shì)，因此有著重要的里程碑式意義。不過(guò)，他同時(shí)指出，由于谷歌此次只是將之應(yīng)用在某一個(gè)特定問(wèn)題上，且該問(wèn)題目前還沒(méi)有任何實(shí)用價(jià)值，因此不少同行認(rèn)為其稱自己實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”有過(guò)分夸大的嫌疑。

那么，谷歌此次成果是否為人類開(kāi)啟了計(jì)算的新時(shí)代呢?“谷歌確實(shí)開(kāi)辟了量子計(jì)算機(jī)的新紀(jì)元。”國(guó)內(nèi)某知名高校物理系一位要求匿名的教授說(shuō)，當(dāng)量子計(jì)算機(jī)可以操控53個(gè)量子比特的時(shí)候，它就不再是個(gè)“玩具”了。朱曉波亦認(rèn)為，盡管它距離發(fā)展成可實(shí)用的計(jì)算機(jī)還有很遙遠(yuǎn)的路要走，但這是量子計(jì)算機(jī)的一個(gè)起點(diǎn)。

近年來(lái)，中國(guó)在量子計(jì)算相關(guān)領(lǐng)域的投入非常可觀，并取得了諸多成果，先后創(chuàng)造了10個(gè)、12個(gè)、18個(gè)量子比特糾纏的新紀(jì)錄，一批科研院所和企業(yè)也在量子計(jì)算領(lǐng)域有相關(guān)研究或布局。朱曉波表示：“從公開(kāi)發(fā)表的論文來(lái)看，在量子處理器所集成的數(shù)量以及性能等綜合指標(biāo)上，我國(guó)與谷歌存在一定的差距，但并沒(méi)有明顯的代差，如果能有效地組織起國(guó)內(nèi)的核心力量，并提供足夠的資源支撐，有望在兩三年內(nèi)迎頭趕上。”

中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院量子信息重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任郭光燦認(rèn)為，中國(guó)要在量子計(jì)算領(lǐng)域迎頭趕上，還需要做到兩點(diǎn)：一是改變現(xiàn)在分散的格局，因?yàn)?ldquo;游擊戰(zhàn)競(jìng)爭(zhēng)不過(guò)大兵團(tuán)”;二是摒棄以論文為導(dǎo)向的做法，因?yàn)?ldquo;如果以論文為導(dǎo)向的做法不改變，投入再多錢也難以趕上。”(本文摘編自《中國(guó)科學(xué)報(bào)》)