10月23日，美国科技巨头谷歌在英国《自然》杂志上刊登论文，宣称其量子计算器已经实现了“量子霸权”(quantum supremacy)。谷歌首席执行官桑德尔·皮查伊(Sundar Pichai)发表文章，说谷歌一共花费了13年的时间来达成这一突破。
source：Google

“量子霸权”是什么？
“量子霸权”这一概念是2011年，美国理论物理学家约翰·普瑞斯基尔(John Preskill)提出。
这里的“霸权”并非我们平时理解的“霸权主义”，量子霸权是一个专有名词，意思是在处理同一个问题时，量子计算拥有了超越所有古典(非量子)计算机的能力，实现量子计算机特有优势。
在物理实验领域，由于迄今没有任何一台量子装置在实际的测试中验证这一能力，因此，谁能证明这种能力，就代表了实现“量子霸权”。
“量子霸权”的实现之所以重要，是因为这就代表量子计算能力从理论变成了实际，随之而来的就是新的计算能力的飞跃。
一般观点认为，量子计算机至少需要 49 个“量子比特”才能达成“霸权”目标。量子比特(Qubit)与传统计算机的比特(bit)具有截然不同的特性，传统计算器只能在一个比特中表达“1”或者“0”，但由于量子效应，量子字节的位置、方向、动量等数值无法得到明确定义，因此能够同时表示“1”和“0”组成的叠加(superposition)状态。根据谷歌CEO皮查伊文章，所以如果你有2个量子比特，就会同时有四种可能状态，这种计算状态会呈“指数级”增长。

谷歌的“量子霸权”
在公布论文前，谷歌已经凭借着庞大的量子计算机规模在竞争中处于领先地位。2018年，谷歌展示了73量子比特计算机，该计算器明显强于位列第二的竞争对手IBM在今年9月18日公布的53量子比特研究成果。
谷歌在《自然》的论文中表示，这次“量子霸权”实验中，谷歌使用了规模较小的54比特Sycamore计算机。
该计算机能够在200秒内完成世界上最强大的超级计算机花费10000年所需的随机数计算量，这让目前所有传统计算机相形见绌。

巨头之争
早在2019年9月20日，谷歌曾向美国航空航天总署(NASA)提交了一份报告，称其研发的量子计算机成功在200秒时间内，完成现存最先进的传统超级计算机 Summit 需1万年时间处理的问题，全球首次实现量子霸权。
不过该报告后续引发了较多争议，最终并未获学界认可。

而美国另一科技巨头IBM在9月谷歌声称“实现量子霸权”时就提出了质疑。IBM在论文中批评，谷歌称自己实现“量子霸权”的说法具有误导性。

由于谷歌的论文提前遭到泄露，IBM在21日发表博客，表示谷歌声称的“量子霸权”存在巨大缺陷，并没有完全利用现代超级计算机的计算能力，Summit完成谷歌声称的计算只需要2天半，根本用不着一万年。IBM说，在估算其传统超级计算机执行计算所需的时间时，谷歌“未能充分考虑大量磁盘存储”的开销。
预期经典计算时间与谷歌 Sycamore 电路的电路深度分析。蓝线估计了 53 量子比特处理器的经典计算运行时间（电路深度为 20 时需要两天半），橙线估计了 54 量子比特处理器的经典计算运行时间。
尽管IBM想要淡化谷歌的成就，不过科学研究界人士对此表示欢迎，《纽约时报》称科学家将此成果与莱特兄弟1903年的首次飞机飞行相提并论。
虽然，IBM 本次拆台 Google 看起来似乎是一个充满挑衅的举动，但 IBM 顶级量子研究人员兼量子计算总裁（也是本次论文的合著者之一）Jay Gambetta 表示，他们的动机主要是基于技术问题；更重要的是对「量子霸权」这种说法的不满，而不是存心与 Google 对抗。
就连 John Preskill 教授自己最近也开始反思「量子霸权」一词的不妥之处。他在《量子》杂志上发表了一篇文章，并总结了公众对于这个词的两个主要反对意见：
第一，「量子霸权」这个术语使得科技公司和媒体对量子技术的报道更加肆无忌惮第二，「量子霸权」容易使人联想到“白人至上”（雷锋网按：量子霸权的英文为 quantum supremacy，“supremacy”一词还有“至上”的意思），这会引发人们的反感
IBM 在其官方博客中表示，上述两个反对意见都是合理的；此外，它还补充了一个观点，即“霸权”和“实现量子霸权”等字眼会误导公众。首先，正如上文所提到的，真正的量子霸权尚未实现；其次，每种计算机都具有其独特的优势，因此，量子计算机也不会凌驾于传统计算机之上。
此外，IBM 还呼吁行业对诸如「量子计算机首次超越传统计算机，实现 XXX」之类的说法存疑，因为建立合适的衡量基准是极其复杂的。
据介绍，此次“量子霸权”计算研究者随后还会参与研究成果的讨论。
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文稿来源：人工智能那点事





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