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量子一直是各國普遍關心的問題,尤其是一些在技術、經濟上有餘力進行進一步發展的國家。與此同時,關於“量子霸權”的說法也在進一步發酵。

​2019年1月,IBM的最新量子計算機出世,被放置在CES展覽會上的2.3米高的玻璃展覽櫃中面向公眾,而這款量子計算機之所以特殊是因為IBM宣稱這款量子計算機將成為世界上第一款可以用於科學、商用的計算機。但是據目前的技術、實用經驗、執行條件來說,真正實現運用於科學研究具有一定的可能性,而真正商用目前還遠遠達不到。

相比之下,谷歌更為霸氣,其直接宣告“量子霸權”的行為更受人矚目。2019年10月,谷歌在英國《自然》雜誌上發表一篇名為《Quantum supremacy using a programmable superconducting processor》,這篇論文主要講述其運用可程式設計超導處理器從而實現量子霸權,宣告谷歌在這方面取得的突破性成就即一款由54個量子位元(qubits)組成的量子處理器——Sycamore,該成果將會幫助谷歌在世界上率先實現量子霸權,在量子上佔據絕對性優勢。

​如此看來,在目前全球量子研究程序上來看,IBM與谷歌卻是佔據先機,但是依照這些來看,他們真的能夠率先實現量子霸權嗎?

美國理論物理學家John Preskill在2012年《Quanta》雜誌提出“量子霸權”一詞。針對此次谷歌的論文,John Preskill表示,按照谷歌在論文中的表述,已經符合當初他對量子霸權所下的定義,但值得一提的是,這個詞本身既具有可能被誤解的政治色彩歧義,也具有加劇過度炒作量子技術發展現狀的可能。可以在一定程度上說,“量子霸權”並不是一個褒義詞。

金賢敏教授是上海交通大學整合量子資訊科技研究中心主任,他表示,在論文中,谷歌的成果符合“量子霸權”,這無可否認是人類計算能力史上的里程碑,但是谷歌的這項研究只是展示其在隨機電路取樣方面的優勢,遠沒有更加深入、廣泛地去挖掘實用型量子加速演算法的意義重大。也就是說,谷歌此次的研究具有較大的意義,但是在實用性方面還不達標,而實用是相關計算機進一步商用、普及的重要因素,從實用這方面講谷歌難以達到量子霸權。

​與金賢敏教授意見類似的英特爾研究院院長Richard Uhlig也曾表示過,量子計算的最根本的目標不是實現量子霸權,而是實現量子的實用性。所以說即使真正實現“量子霸權”,在實際應用方面的意義也並不大。

此外,值得一提的是,近些年中國無論是在國家層面,還是在民間企業中,量子研究逐漸如火如荼,在2016年的“十三五”中量子通訊、量子計算機被列入科技創新2030重大專案中,在2017年,更是將其提到“事關中國未來發展的重大科技戰略任務”中的第一位。國內的科技公司阿里巴巴、百度、騰訊、華為等更是將量子進一步拓展到雲平臺、模擬器、AI、藥物等領域之中。

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