近日，美國著名科技雜志《連線》報(bào)道了阿里巴巴達(dá)摩院量子實(shí)驗(yàn)室的最新研究成果，認(rèn)為Google年底實(shí)現(xiàn) “量子霸權(quán)”的計(jì)劃過于樂觀?！肮雀璧牧孔佑?jì)算研究團(tuán)隊(duì)本已準(zhǔn)備好慶祝派對(duì)了，但阿里巴巴發(fā)布的最新論文結(jié)果，可能會(huì)推遲這一慶祝派對(duì)?！?《連線》雜志認(rèn)為，阿里巴巴發(fā)布的成果突顯了中美在計(jì)算領(lǐng)域日益激烈的競爭。阿里量子計(jì)算的發(fā)展顯示了中國的科技雄心。

今年3月，谷歌推出名為Bristlecone的芯片，芯片由超導(dǎo)電路制成，擁有72個(gè)量子比特，這是迄今為止同類設(shè)備中最大一個(gè)，超過了IBM的50量子比特設(shè)備，而英特爾的僅49量子比特。谷歌表示，它可以開發(fā)出第一個(gè)超越任何傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的量子計(jì)算系統(tǒng)——這就是實(shí)現(xiàn)所謂“量子霸權(quán)（Quantum supremacy）”。谷歌研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人John Martinis預(yù)計(jì)，今年就可以實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán)。

阿里的質(zhì)疑

但是阿里巴巴的量子研究員發(fā)布的結(jié)果認(rèn)為，谷歌就Bristlecone發(fā)布的計(jì)劃其實(shí)難以實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán)。他們認(rèn)為，芯片仍需要降低其錯(cuò)誤率。在一封寫給《連線》雜志的郵件中，谷歌研究人員Sergio Boixo寫道，他非常欣賞這類研究，但是論文結(jié)論中仍存在“不少疑問”。阿里巴巴的研究人員通過10000臺(tái)服務(wù)器（每臺(tái)有96個(gè)強(qiáng)大的處理器），并參考了谷歌發(fā)表的量子芯片計(jì)劃，對(duì)其新芯片的運(yùn)作模式做了模擬。模擬結(jié)果提醒人們，現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的能力，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒被發(fā)揮出來，并暗示谷歌新量子芯片能力還無法超出傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算能力范圍。阿里巴巴量子實(shí)驗(yàn)室主任施堯耘表示阿里巴巴是通過設(shè)計(jì)更好的方法，即將模擬量子計(jì)算操作的任務(wù)劃分給許多共同工作的計(jì)算機(jī)獲得的成果。阿里巴巴的研究結(jié)果讓Graeme Smith大為振奮。這位科羅拉多大學(xué)教授在推特上轉(zhuǎn)發(fā)了阿里巴巴的論文鏈接，并用了一連串“哇”（Wow?。┑脑u(píng)論。Smith 告訴《連線》，谷歌的Bristlecone似乎是目前能力最強(qiáng)的量子芯片，但阿里的結(jié)果顯示，錯(cuò)誤率仍然太高。“這表明我們不會(huì)很快看到量子霸權(quán)的實(shí)現(xiàn)?！?

實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán)只是科學(xué)突破，并不代表量子計(jì)算機(jī)已有能力執(zhí)行有意義的工作。但至少，它可以幫助谷歌在實(shí)現(xiàn)實(shí)用量子計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的激烈競爭中站穩(wěn)腳跟。現(xiàn)代計(jì)算機(jī)使用以比特為單位的“1”或“0”表示數(shù)據(jù)，稱為經(jīng)典比特。量子計(jì)算機(jī)用微妙的量子力學(xué)效應(yīng)來表示比特?cái)?shù)據(jù)“0”和“1”，量子比特也由此出現(xiàn)，但量子力學(xué)效應(yīng)在20世紀(jì)初期使愛因斯坦和其他物理學(xué)家困惑不解。另外，量子力學(xué)效應(yīng)只在極低的溫度和特別細(xì)微的范圍內(nèi)才能被檢測(cè)到，這使得量子比特獲得了一種疊加狀態(tài)，即同時(shí)有效地表示 “1” 和 “0”，進(jìn)而允許量子計(jì)算機(jī)在進(jìn)行復(fù)雜計(jì)算時(shí)可以走捷徑。有證據(jù)量子計(jì)算可以幫助進(jìn)行化學(xué)模擬，谷歌和其他一些人認(rèn)為機(jī)器學(xué)習(xí)也能得到提升。

谷歌的反駁

Google的Boixo還反駁說，阿里巴巴的模擬的方法不夠詳細(xì)無法作為最后的結(jié)論。更好的模擬方法，比如阿里巴巴的研究也是谷歌一直致力于研究測(cè)試量子霸權(quán)的新方法的原因，Boixo稱其不應(yīng)該要求大規(guī)模的硬件升級(jí)。南加州大學(xué)的Hen說：“這反過來會(huì)刺激研究人員試圖從傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)中榨取更多性能。我確信游戲規(guī)則會(huì)發(fā)生改變?！?

對(duì)量子的關(guān)注

阿里巴巴在量子計(jì)算領(lǐng)域迅速崛起，顯示了中國的技術(shù)雄心。谷歌自2006年開始研究量子計(jì)算，最初使用的是來自加拿大D-Wave的硬件。阿里巴巴于2015年進(jìn)入該領(lǐng)域，與中國科學(xué)院合作開設(shè)研究實(shí)驗(yàn)室。今年2月，該公司提供了一種實(shí)驗(yàn)性11-量子比特芯片。中國政府承諾投入100億美元建設(shè)一座新的國家量子實(shí)驗(yàn)室。

這些項(xiàng)目是日益增長的國際競爭中的一部分：歐盟正計(jì)劃在量子研究領(lǐng)域投資11億美元。特朗普政府在預(yù)算指導(dǎo)中也強(qiáng)調(diào)了量子計(jì)算。盡管白宮的科學(xué)和技術(shù)政策辦公室在特朗普總統(tǒng)的領(lǐng)導(dǎo)下已經(jīng)大幅縮水，該小組依舊于12月份聘請(qǐng)了其第一位量子計(jì)算專家——馬里蘭大學(xué)研究員Jake Taylor。

谷歌于2014年成立了自己的量子硬件實(shí)驗(yàn)室，由加州大學(xué)圣塔芭芭拉分銷的Martinis領(lǐng)導(dǎo)該團(tuán)隊(duì)。公司最近關(guān)于實(shí)現(xiàn)量子霸權(quán)的言論讓該領(lǐng)域中的其他一些團(tuán)隊(duì)甚感厭倦，后者認(rèn)為把里程碑事件視為決定性時(shí)刻可能會(huì)讓人們對(duì)實(shí)用性量子計(jì)算機(jī)的現(xiàn)實(shí)產(chǎn)生誤解。英特爾首席技術(shù)官M(fèi)ike Mayberry本周告訴《連線》說，他認(rèn)為該項(xiàng)技術(shù)的廣泛商業(yè)化可能需要10年的時(shí)間。而IBM則認(rèn)為，量子計(jì)算機(jī)可能會(huì)在五年內(nèi)成為“主流”。