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导  读
最近，量子波动速读在网路上持续发酵，其中玄幻，早已超越大众认知。时隔不久，北京时间10月23日晚，Nature杂志在官网上放出重磅消息：谷歌“量子霸权”论文发表！量子最近如此火热，什么魔力吸引到全社会的眼光？

最近，一段视频在网上流传——某教育培训机构内，一群学生以洗牌般的速度快速翻动书本，宣称三五分钟便能阅读几十万字。而支撑这种反人类操作的则是一套“高大上”的理论——量子波动速读。

量子本是专业物理概念，又是怎么“接地气”地跟“速读”挂上了钩？按照该机构的说法，“利用HSP高感知力，文字便能以影像形式进入大脑”，闭着眼睛戴着眼罩就可以与书本发生感应。什么是“HSP”？很多人恐怕不懂，但翻书大家肯定都干过。快到无法辨认书中是图片还是文字，都没看清字大字小，却能马上复述个中内容，如此玄幻的特异功能，早已超越人们的正常认知。

为什么会出现如此“诡异”的事件？总的来讲，人民对科学抱有敬畏，但对科技缺乏了解。很多人往往认为科技无所不能，对高科技所能实现的价值充满臆想。但同时，他们对科技名词背后的意义缺乏了解，不会也不能对其做到最基本的理解。
以“量子”科学来讲，对于大众而言，其神秘感十足，却又是耳熟能详的高新科技。作为最前沿的先进技术，量子被用于教育、医疗似乎都顺理成章？
被“玩坏”的量子
即便聪明如爱因斯坦，估计也不会想到，凭借量子力学的“强大”，有朝一日居然能够让9年义务教育缩短至9个月。

在相关培训机构工作人员的科普中，“量子波动速读”的原理是通过开发人体的潜能，让孩子的大脑跟宇宙同频，达到同频共振的频率，从而具备与宇宙共鸣的能力。有了这种能力，孩子在拨动书本的过程中，书中的内容就会自动浮现在孩子脑海里，呈现出情景画面，以看电影的形式让孩子记住。
这种能力与灵感、直觉、悟性等相似，都是人体自有的一些能力……
总之，不管你信不信，反正工作人员在讲解时忍不住先笑为敬。如此显而易见的诓人伎俩，居然敢在全国各地收费6000元/半年到26万“终身制”不等。

在“量子波动速读”经社会舆论中发酵后，一些物理学专家也指出这种训练完全没有科学依据，文字也不会通过翻书进入大脑。而“量子波动速读”还没走远，“量子远程治病”又来了……

日前，有媒体报道称，患有心脏病的张女士听说济南有家公司能够通过量子技术治疗心脏病。起初，张女士对此也持怀疑态度，但上网查询后认为挺靠谱的，就分两次交了11万元。

无独有偶，来自辽宁的詹女士也受到该公司的蛊惑。据其讲，该公司号称能够量子远程接骨，即骨折后拍张照片，他们可以把量子技术注入到这张照片中，从而完成接骨。

当然，这一切都是“不可能完成的任务”，这家公司现在也已经人去楼空。目前，当地公安及市场监督管理局也已经对此事介入调查。
从最近这些接二连三的事件中，我们可以发现，大众眼中量子技术正在往奇怪的方向发展，已经逐渐发展成为玄学。那么，量子技术到底是什么？它又能够被用来做什么呢？
什么是量子
在中学物理及化学课本中，我们了解到，物质是由电子、夸克这样的微观粒子组成，由它们组成的原子和分子又“组合”成我们的宏观世界。那么，为了描述微观世界是如何运作的，科学家发展出一套量子理论。
量子一词来自拉丁语quantus，是现代物理的重要概念。它是指一个物理量如果存在最小的不可分割的基本单位，则这个物理量是量子化的，并把最小单位称为量子。它最早是由德国物理学家M·普朗克于1900年提出，经受住了百年检验，被称为目前物理学中最精确的理论之一。

在量子的世界里，任何东西也都是量子化的。量子只能呆在一些被称为能级的离散能量层中，但假如你给待在较低层的电子一个能量，它就会跳到更高的层级，这叫量子跃迁。不过，你给的能量必须合适才行，即刚好等于两层之间的能量差，否则它会“不予接收”。
在量子的微观世界里，我们熟悉的宏观世界的物理规则几乎全部失效，但这并不意味着微观与宏观世界的规律毫无联系。当大量处于量子状态的微观粒子汇聚在一起时，彼此之间会相互影响，从而可以用宏观世界的经典物理规律来描述，这叫对应原理。
此外，量子物体具有分裂的个性，即有时表现出波的性质，有时又像粒子。在量子力学中有一个著名的双狭缝实验，该实验表征，电子这一量子物体可以同时表现出波和粒子的特性。

另外，当两个粒子密切相关时，无论两者相距多远，对其中一个粒子的测量立即就会影响另一个粒子，这被称为量子纠缠。量子纠缠是“量子隐态传输”的基础。所谓量子隐态传输，就是把甲地的一个粒子的状态瞬间转移到乙地的另一个粒子上，如同某些科幻小说中描写的“超时空传输”。不过需要注意，这里传输的不是粒子本身，而是粒子的状态，即传输的仅是信息。
大多数人对量子的理解都来源于薛定谔的猫设想。该设想是指，想象一只猫和一小瓶氰化物被放置在一个密闭的盒子里，瓶子上方有一把用电子开关控制着的锤子，如果开关被随机发生的量子事件（例如铀原子的衰变）触发，锤子就会砸下来，把盛有氰化物的瓶子砸碎，猫就会一命呜呼。
根据量子理论，在测量之前，铀原子同时衰变又不衰变，处于两者的叠加态之中。因为猫的命运维系于铀原子的衰变情况，所以当铀原子处于衰变和不衰变的叠加态时，猫也将处于一种活和死的叠加态。即是说，在我们打开箱子观察之前，这只猫处于既死又活的状态。
叠加态是量子计算机的基础。传统计算机和量子计算机都使用的是0与1的比特单位。但是量子计算机直接对1量子比特进行操作，而1量子比特是0和1两种状态的任意叠加，这种叠加形式几乎是无限的。这正是量子计算机与传统计算机的运行速度不可同日而语的原因。
基于以上一些理论，现阶段量子科学主要被用于通信及计算领域中，所谓被用于教育、治疗等的案例都极为荒谬。而在现实应用中，Nature封面刚刚记录了一项来自谷歌的量子计算成果。
谷歌量子霸权
北京时间10月23日晚，《自然》（Nature）杂志在官网上放出了重磅消息：一个月前被 NASA 发表又火速撤下的谷歌“量子霸权”论文重新发表，称其是量子领域中“Hello World”一样的里程碑事件。

谷歌在论文中表示，自己已经开发出了一款54量子比特数的量子芯片，名为Sycamore，由铝、铟、硅晶片和超导体（约瑟夫森结）等材料组成，每个量子比特和临近的4个量子比特耦合。不过，实际上执行运算的只有53个量子比特和86个耦合器，剩下的1个量子比特无法正常工作。
在叠加态的介绍中，我们讲到，量子比特能同时处于0和1两种状态。那么，1个量子比特只能表示2个状态，2个量子比特就能表示4个状态，3个量子比特就能表示8个状态，以此类推。由于量子力学中物体的状态正是在这种叠加状态空间中演化，再加上不同量子比特之间的耦合，就可以模拟出更多的状态。因此只需53个量子比特就可以模拟1016种状态，而这个数字已经超出了当今超级计算机的运算能力。
通过一系列实验和计算，谷歌研究人员开发了一套高保真度的纠错流程，进而对芯片展开测试，最终得出结论，同样是对一个量子电路产生的随机数字采样 100 万次，Sycamore芯片支持的量子计算机只需要200秒，同时维持很低的误差率，而世界最强超算Summit需要 1万年。
按照2012年加州理工学院量子理论物理学大牛John Preskill提出的“量子霸权（Quantum Supremacy）”的定义，量子计算设备可以超越经典计算设备，解决后者无法解决的计算任务。这种情况曾在 2018 年 10 月被证明理论上行得通，而谷歌的实验结果则标志着量子计算机在解决一个随机采样任务上超越了经典计算机，甚至意味着只能在量子处理器上执行的计算任务诞生。
不过，面对谷歌的这一结论，以IBM为代表的质疑派认为，谷歌声称的“实现量子霸权”的言论是具有误导性的。IBM认为，虽然这是一个里程碑，但谷歌的实验有缺陷，执行同样的计算实验，经典计算机可能也只需要2.5天，远远没有谷歌所说的1万年那么夸张。

尽管如此，谷歌CEO仍难掩激动地强调这对谷歌具有里程碑式的意义。这就像由莱特兄弟研制的飞机第一次只飞了12分钟，但它证明了飞机飞行的可能性。
当然，谷歌在论文中也承认，谷歌离真正的量子计算机还有很长的路要走，因为它执行的计算任务没有已知用途，不足以证明其通用性，而且如何实现可持续的容错运算依然是个巨大挑战。
写在最后
毫无疑问，作为现代物理学的两大基本支柱之一，量子论会在未来发挥越来越大的作用，但打着科学的幌子“坑蒙拐骗”实属不对，对于如此明显骗局仍然上当实属不该。
尽管在实际应用层面，谷歌量子霸权仍难掩颓涩，但其进步一定会对其他技术产生大量直接或间接的推动作用。


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