量子計算遠沒到可收割的時候

袁嵐峰

隨著量子信息科技的發展，公眾對這個領域的關注與日俱增。近來更有網絡文章認為：“很可能，在不遠的將來，人類在量子計算機+人工智能面前，就可能像螞蟻面對人類一樣無力和脆弱。”

如何看待這類文章？正確的態度是：量子計算確實很重要，但在引申它的意義之前，應該先搞清楚它是什么，以及不是什么。

在傳統的信息科學中，基本單元叫做“比特”，即一個體系有且僅有兩個狀態。我們現在用的計算機、手機等等，內部都是大量的比特，即大量的兩狀態系統。而在量子力學中，一個量子比特就是一個有無窮多個狀態的體系。打個比方，傳統的比特相當于“開關”，只有開和關兩個狀態，而量子比特相當于“旋鈕”，是連續可調的，有無窮多個狀態。顯然，旋鈕包含的信息量比開關大得多。用這樣的量子比特組合成量子計算機，它肯定可以做到所有的傳統計算機能做到的事，還有可能做到一些傳統計算機做不到的事。這就是量子計算機的價值所在。

但是，量子計算機也是需要算法的，而算法與問題有關。因此，量子計算機只對一些特定的問題比傳統計算機快。對特定的問題設計出快速的量子算法，是一件非常需要創造力的事，發明出這些算法的科學家都很受崇敬。

因數分解是量子計算機威力的一個最顯著的例子。不過，目前這只在理論層面成立。迄今為止在實驗上用量子算法分解的最大的數是一個六位數，這離分解上千位的數，還有很遠的距離。而網文中提到50個量子比特的量子計算機等等，都是很好的學術成果，但這些離解決金融、汽車、半導體、化工等行業的實際問題還差得很遠。

不過，當然不是說量子計算不值得重視，甚至是個騙局。我們重視量子計算，是因為有革命性的潛力，只是還需要艱苦的努力，絕不是一蹴而就的，更不是已經處在商業盈利的邊緣，等著大家一哄而上。

那么，量子計算屬于一種爆炸式科技進步，會持續不斷加速度爆炸嗎？我的回答是：它如果成功了，即造出了超越傳統計算機的量子計算機，效果就是爆炸式的。但在當前的技術條件下，我們不知道它什么時間能成功，甚至不知道能不能成功。這跟社交媒體、網購等產業不一樣，那些是原理早已清晰了，一切技術條件都可以實現，所以一定會爆炸式發展。而量子計算，還遠遠不到收割的時候。▲

（作者是中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家實驗室副研究員）