最近科技界有兩件和速度有關的事情值得我們關注，一是前幾日谷歌研究人員在美國國家航空航天局（NASA）上發表論文，說谷歌所研發的"量子計算機"僅需3分20秒就可以完成目前全球計算最快的超級計算機Summit需要一萬年才能完成的計算，同時宣稱率先在全球實現了"量子霸權"。

二是阿里巴巴在9月25日的雲棲大會上釋出第一顆晶片"含光800"，阿里副Quattroporte張劍鋒宣稱這顆晶片的推理能力和能效比都是AI晶片中的第一名，在現場，我們可以看到，拍立淘商品庫每天新增的10億商品圖片，用傳統GPU算力識別需要1小時，使用"含光800"後只要5分鐘。

這兩件事本身並沒有什麼關聯，谷歌和阿里都是全球數一數二的科技公司，業務方面交叉度並不高，但我們知道，看似無關聯的兩件事可能背後有千絲萬縷的聯絡。

這些科技巨頭們實際上在做同一件事情，就是：通過高階的技術向速度極限的挑戰，谷歌挑戰"量子霸權"，而阿里也同樣是追求"算力巔峰"，本文就通過對"量子霸權"的描述，分析一下未來量子資訊時代會給我們帶來怎樣的"速度和激情"？

01量子霸權

儘管谷歌發表在NASA上的論文隨即被撤回，但"一石激起千層浪"，谷歌聲稱已經獲得"量子霸權"著實讓IBM等巨頭捏了一把冷汗。算力比超算（超級計算機）還厲害千萬倍的量子計算機，意味著掌握了未來的資料算力的巔峰，那麼什麼是"量子霸權"呢？

根據百度百科的解釋，一句話概括量子霸權為:

量子霸權是指量子計算擁有的超越所有經典計算機的計算能力。在物理實驗上，至今還沒有任何一臺量子裝置在實際實驗中展現這樣的能力。

雖然谷歌所說的實現"量子霸權"是在理論層面，還沒有實際對外展示其驚世駭俗的運算能力，但以谷歌現在在科技界一哥的實力，要實現估計也存在很大的可能性。

對於量子霸權，一個通俗的理解就是算力超過所有現在計算機，包括超級計算機的算力，從而擁有了運算領域的霸權地位。

對於實現量子霸權，有個稱霸標準的問題，在2018年，《國家科學評論》線上發表了國防科大吳俊傑團隊和上海交大金賢敏等人的研究成果，報道了"玻色取樣"案例的稱霸標準。

什麼是"玻色取樣"？據研究團隊成員劉雍介紹，玻色取樣問題是一種針對光子系統的量子霸權測試標準，光子就是玻色子，經典計算機求解玻色取樣需要指數量級計算時間，而量子計算需要多項式量級計算時間，相比量子計算，玻色取樣更容易實現，而玻色取樣問題的核心難題是"積和式求解"，研究人員在"天河二號"超算上實測的規模達到了48個光子，由此推斷出天河二號模擬50個光子的玻色取樣需要100分鐘。

研究團隊得出的結論是：如果要實現量子霸權，就需要量子物理裝置實現每組樣本100分鐘內50光子的玻色取樣，就可以在求解這個問題上超過"天河二號"。

根據谷歌的研究報告，其計算能力已經超過當前算力最厲害的Summit超級計算機，是不是就問鼎了"量子霸權"呢？據劉雍介紹，因為並不要求用於展示量子霸權的問題具有任何實際用途，實現量子霸權離實際的量子計算機還有很大距離，當前實現量子霸權絕非易事。

根據最新的資料顯示，目前在全球超算領域，中美日三國獨具鰲頭，從數量看，中國雖然起步較晚，但擁有總數超過200臺而穩居第一，其次是美國，總數為147臺，日本排行第三總數37臺，有一點需要注意的是，美國雖然數量不如中國，但超算的運算峰值速度，也就是我們常說的計算能力（算力）排名第一，其中的代表就是本文提及的Summit，處理器數量達到了239萬。

而中國超算中算力最強的是"神威·太湖之光"和"天河二號"，僅次於美國的Summit（頂點）和Sierra（山脊），所以，研究團隊以天河二號作為參考，給出了一個量子霸權的參考標準，如果說谷歌的量子計算機算力超過Summit的話，就毫無懸念地超過了全球任何一臺經典計算機的算力，也就意味著人類開始進入量子計算機時代，這將是一個劃時代的創舉，意味著人類將繼經典計算機之後，乘著量子計算的東風迎來二次資訊革命。

此時，也許全人類都在看谷歌如何證明其已經在量子計算領域獲得的成就。

02量數文明

量子資訊時代是個充滿"速度和激情"的時代，很多你難以想象的變革都將發生，人類的生活將更美好，商業的發展也將更具效率。如果將人的身體或社會理解為一部機器的話，在量子加持下，這部機器將以快於現在近百倍甚至千倍萬倍的速度執行。

就如高鐵的發展一樣，十年前的動車速度只有200左右，現在高鐵可以提升到400碼，未來超級高鐵的速度將會更快，近日，由中鐵設計的600~1000公里級高速磁懸浮試驗線專案，計劃明年在湖北開工，未來，從廣州到武漢，藉助於超級高鐵可能只要2個小時！

什麼都無法阻擋人類對速度的追求，高鐵如此，計算機更加追求速度，為了搶佔"量子霸權"的制高點，掌握速度的話語權，谷歌和IBM這兩家全球頂級科技公司不遺餘力地開展角逐。

從1997年的IBM深藍計算機擊敗世界象棋冠軍卡斯帕羅夫，到2016年穀歌的阿爾法（AlphaGo）戰勝圍棋世界冠軍李世石、2017年5月，又擊敗世界排名第一的圍棋冠軍柯潔，這不是簡單的體育競技，而是IBM和谷歌檢驗自家計算機算力的顛覆挑戰，但還不足以問鼎"量子霸權"，也遠遠達不到將全球帶入量子資訊時代的力量。

經典計算機和網際網路絡的發展，人類從工業文明進化到資訊文明，而量子計算機和物聯網的發展，則會帶來量子資訊時代，這是個全新的智慧社會，我們將從資訊文明邁入資料文明。

資訊管理專家塗子沛老師在《數文明》中說到：

資料的新力量，就如同農耕之於古代文明、工業革命之於現代文明，資料將催生一種全新的文明形態。資訊經濟、網路經濟、數字經濟、智慧經濟等，其本質是"資料經濟"。

塗子沛講的數文明其實是量子計算髮展的社會影響，量子計算的本質是對資料的超高速處理，和現在不同的是，就算現在產生的資料可以用超乎汗牛充棟來形容，未來的資料量會更大更復雜，如何能夠超越現在的算力來達到快速計算的目的，只有往量子計算髮展才能從根本解決問題。

如果說未來是量子資訊時代，那麼量子計算是什麼呢？

上文更多地是闡述量子計算的發展和技術原理，在大資料的基礎上，量子計算徹底顛覆了計算資料的速度，也將給我們帶來一個嶄新的"量數文明"，我們接下來看看量子計算能給我們社會帶來什麼變革？

03量子社會

量子資訊社會或者準確的說是量子資料社會，是一個以超速算力為技術底層的資料智慧文明共同體，得益於超速的算力，現有的人工智慧、大資料和物聯網得以超速的發展，在機器人、生物醫學、航空航天、化工新材料、雲端計算解決方案等高階科研和資料分析領域將發揮重要的作用。

微軟在去年釋出了一款名為"Q#"的程式語言，主要用於協助編寫量子核算機的軟體，量子核算將和AI、VR一樣，是一項代表未來的先進技術。

量子計算將在各個行業發揮其作用，比如賓士汽車在研究如何用量子核算技術改進電池效能，三星也將用於挖掘半導體的新材料，但是鑑於量子核算還處於初期，效能並不穩定，這些前沿的、讓人激動的想法還處於研究階段。

另外，量子計算可以推進機器學習的效率，人工智慧如果基於量子計算，將取得突破性的發展，對於生物化學領域而言，一款新藥如果按照傳統的運算，週期很長，但在量子算力下，藉助於量子計算的疊加效果，新藥的研發速度將會加快，會更好地造福人類的健康。

對於金融財務的資料計算將會更有效地分析各種財務資料、尤其對算力要求很高的區塊鏈，量子核算的意義更加重大。

量子計算對於化學領域的新資源利用、超強材料的研發、電腦科學的複雜演算、生物科學的DNA基因檢測、放療優化和腫瘤檢測等都將帶來質的改變。

總歸，綜合上文三個部分，我們可以理解為何谷歌急於彰示其已經實現"量子霸權"，也可以想象未來充滿激情的量子資訊社會將是如何改變我們的生活，速度，是人類從古到今追求的夢想，也是人類不斷努力的終極目標。

結語：

從上個世紀中葉開始，摩爾定律一直在左右晶片的研究趨勢，說的是微處理器的效能每隔18個月就會提升一倍，而價格下降一半。在未來，摩爾定律也許會被量子計算顛覆，不是提升一倍，而是數萬倍甚至更多，量子計算帶來的不僅僅是技術上的顛覆性革新，更多是是帶給人類那些關於"速度與激情"的憧憬，這也許就是人類文明不斷進步的終極動力吧。