Google 展示“量子优越性”

Google 的科学家宣布他们已经取得了量子优越性（Quantum Supremacy，也被称作“量子霸权”），量子计算机方面一个里程碑式的进展。研究论文发表在 10 月 23 日的 Nature 上。

量子优越性指的是达到能够使用量子计算机解决一些传统计算机需要耗费极长时间才能解决的问题的水平。其里程碑意义在于，人类终于可以利用量子力学方面的知识解决一些计算方面的难题了，Google 博客介绍说。



由加州大学圣芭芭拉分校实验物理学家 John Martinis 和 Google 领导的一个团队，首次使用量子计算机完成了一个计算任务，Google 预计，即使使用最好的超级计算机，这个任务也需要要花费 1 万年。

Martinis 将此类比于计算机程序 Hello, World 的意义，它表明量子计算的硬件和软件可以正常运行。Google 花费了 13 年才取得这个成就。

量子计算机方面 Google 的一个对手 IBM 在预印本中表示 Google 所宣称的难题使用另外一种经典方法只需 2.5 天就可以解决。研究报告还没有经过同行评审。如果 IBM 所述为真，就表明 Google 所展示的量子优越性并非真正意义上的里程碑。

悉尼新南威尔士大学量子物理学家 Michelle Simmons 认为，就算 Google 的成就如 IBM 所宣称的那样不算伟大的成就，也仍然是一次壮举，因为这是第一次展示。“Google 似乎是首次拿出了实验证据来表明量子加速计算的可能性。”

Google 目前取得的成就可能会刺激更多科学家和工程人员投身到量子计算领域。即使 Google 真的如其所述的取得了“量子优越性”，我们离使用量子计算机解决实际问题的距离还有很远，比如说计算某个分子的电子结构。也就是说，关于量子优越性虽然媒体有大量的报道，这并不意味着我们就很快能利用量子计算机了。科学家现在还无法展示一个可编程的量子计算机。另外一个预期的突破，在于展示算法中的量子优越性可以使用“错误修正”过程，这对于规模化应用量子计算机非常重要。Google 目前正努力向这两个里程碑的方向迈进，Martinis 说。

所展示的量子优越性可能在密码学和加密货币方面有实际用途，因为安全取决于随机密钥。德州大学理论计算机科学家 Scott Aaronson 提出一个协议来使用这种计算向用户证明，由量子随机数生成器生成的位元（Bits）确实是随机的。