袁嵐峰
最近,中國的量子計算機(jī)“九章”引起了世界轟動。它用光學(xué)體系,處理“玻色子取樣”這個問題,取樣1分鐘獲得的數(shù)據(jù),現(xiàn)有最強(qiáng)的經(jīng)典計算機(jī)需要算一億年,相比之下,“九章”快了100萬億倍。用術(shù)語來說,它實現(xiàn)了“量子優(yōu)越性”,即量子計算機(jī)相對于最強(qiáng)的經(jīng)典計算機(jī)的優(yōu)越性。相關(guān)論文發(fā)表在《科學(xué)》雜志上,許多國際專家盛贊“九章”在基礎(chǔ)科學(xué)與實驗技術(shù)上的突破。
2019年,谷歌第一個宣布實現(xiàn)了量子優(yōu)越性。他們用的實驗體系是超導(dǎo)線路,處理的問題是“隨機(jī)線路取樣”。谷歌的量子計算機(jī)“懸鈴木”取樣200秒獲得的數(shù)據(jù),當(dāng)時最強(qiáng)的經(jīng)典計算機(jī)需要算一萬年。雖然IBM有反對意見,說稍微改進(jìn)一下算法,就能把經(jīng)典計算機(jī)消耗的時間從一萬年減到兩天半,但兩天半畢竟也比1分鐘長得多。所以科學(xué)界公認(rèn),谷歌實現(xiàn)了量子優(yōu)越性。
“九章”和“懸鈴木”都是量子計算機(jī)領(lǐng)域的重大進(jìn)步,是各國科學(xué)家共同努力把科學(xué)推向前進(jìn)的成果。然而,也有一些西方媒體發(fā)出了酸溜溜的聲音。例如有報道引用相關(guān)專家觀點(diǎn),稱“九章速度遭質(zhì)疑”。“懸鈴木”對錯誤十分敏感,不允許任何一個錯誤發(fā)生,而“九章”即使有錯誤,似乎仍然可以有信號出現(xiàn)。此外,“九章”的“明顯劣勢”在于它不是一個“可編程”意義上的計算機(jī)。
實際上,“九章”跟“懸鈴木”判斷自己結(jié)果正確的辦法是一樣的,都是對較小的體系跟經(jīng)典計算機(jī)的結(jié)果對照,確認(rèn)兩者一致,然后把體系擴(kuò)大到經(jīng)典計算機(jī)算不動的程度,這時我們相信量子計算機(jī)的結(jié)果仍然是正確的。否則還能怎么辦?
“懸鈴木”在可編程方面確實優(yōu)于“九章”。不過量子計算機(jī)的特點(diǎn)在于,它不是針對所有問題都優(yōu)于經(jīng)典計算機(jī),而是僅對于某些特定的問題有快速的量子算法。所以當(dāng)前的主要目標(biāo),是對某些問題,真正造出一臺超越最強(qiáng)經(jīng)典計算機(jī)的量子計算機(jī)。這就是“九章”和“懸鈴木”的成就。如果我們有一臺可編程的量子計算機(jī),它什么都能干,卻什么都干得稀松平常,不能超越經(jīng)典計算機(jī),那么它的價值就小多了。這就是為什么學(xué)術(shù)界都把實現(xiàn)量子優(yōu)越性作為當(dāng)前的里程碑,而不是可編程。
這些都還限于技術(shù)性討論,問題是相關(guān)報道把中美在量子技術(shù)領(lǐng)域取得的一些突破與“量子博弈”扯到一起,稱“量子科技是中美近年來競爭最為激烈的領(lǐng)域之一”,“九章”論文發(fā)表同時美國科學(xué)家首次實現(xiàn)持續(xù)的遠(yuǎn)距離量子傳送。誠然,中國近些年來在量子科技的一些領(lǐng)域取得了重大成果,整體上走在世界最前列。但科技是全人類共同的事業(yè),一個國家的科技進(jìn)步不是另一個國家的損失,任何人對科技事業(yè)做出貢獻(xiàn)都是值得歡迎的。一些輿論鼓吹惡性競爭甚至“科技冷戰(zhàn)”,一幅挑撥離間、恨人有笑人無、唯恐天下不亂的嘴臉,格調(diào)實在是太低了。▲
(作者是中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家研究中心副研究員)
環(huán)球時報2020-12-26