什么是“量子霸權(quán)”？我們正面臨一場真正的革命嗎?

10月25日一篇文章稱，“量子霸權(quán)”已經(jīng)成為現(xiàn)實。然而，不容忽視的是，這項技術(shù)對于手中擁有大量用戶數(shù)據(jù)的技術(shù)公司而言是非常具有誘惑力的。由此，量子技術(shù)會對人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和網(wǎng)絡(luò)安全產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響.

谷歌已發(fā)表第一篇經(jīng)過同行評審的相關(guān)文章，證明他們已實現(xiàn)此前僅停留在理論上的事：讓量子計算機(jī)完成即使是對于最強(qiáng)大的傳統(tǒng)計算機(jī)而言也幾乎不可能完成的任務(wù)。

文章稱，即便如此，圍繞這篇發(fā)表在英國《自然》周刊上的文章展開的爭議很快就出現(xiàn)了。IBM公司表示，他們的超級計算機(jī)“頂點(diǎn)”能夠在兩天半的時間里完成同樣的任務(wù)。不過，這一切意味著什么呢?我們正面臨一場真正的革命嗎?以下是問題的一部分答案。

一、什么是“量子霸權(quán)”?

西班牙國家研究委員會研究員卡洛斯·薩溫對《阿貝賽報》表示，“量子霸權(quán)”的意思是量子計算機(jī)可以完成對于實用型傳統(tǒng)計算機(jī)而言不可能完成的計算。憑借量子計算機(jī)，谷歌做到的是在約三分半的時間內(nèi)完成傳統(tǒng)計算機(jī)要花費(fèi)1萬年才能完成的任務(wù)。然而，薩溫說：“谷歌進(jìn)行的這種計算除了演示‘量子霸權(quán)’外沒有任何用途。這就是說，這種計算是為了這一目的而特意為之的。”即便如此，薩溫也無意貶損谷歌的功績，他說：“多年來，我們一直在嘗試做到這些，而現(xiàn)在有了令人矚目的巨大進(jìn)步。”

二、量子計算機(jī)與傳統(tǒng)計算機(jī)有什么區(qū)別?

據(jù)《阿貝賽報》報道，量子計算機(jī)與傳統(tǒng)計算機(jī)的區(qū)別在于它們的“語言”：傳統(tǒng)計算機(jī)可以理解由數(shù)字0和1表示的二進(jìn)制指令信息，而量子比特可以同時代表0和1，就像是在箱子里既生又死的著名的“薛定諤的貓”。也就是說，單單一個量子比特可以同時既是1又是0，這意味著每一個量子比特的數(shù)據(jù)存儲能力呈指數(shù)級增長。

三、量子計算機(jī)有什么用處?

《自然》周刊發(fā)表的研究論文的作者表示，這場計算機(jī)革命將帶領(lǐng)人類走向可以制造汽車和飛機(jī)所用輕質(zhì)電池的新型材料，可以更加高效地生產(chǎn)肥料的新型催化劑，以及更有效的藥物。不過，要走的路還很長。論文作者繼續(xù)說：“要達(dá)到必要的計算能力，仍需經(jīng)過多年艱苦的科學(xué)和工程方面的研究。但是現(xiàn)在我們看到了一條清晰的道路，我們渴望繼續(xù)前進(jìn)。”

四、我們將受到哪些影響?

《阿貝賽報》指出，在大數(shù)據(jù)、算法和人工智能的時代，每秒鐘有數(shù)以百萬計的數(shù)據(jù)在傳輸。在這種情況下，量子技術(shù)是不可或缺的。

薩溫表示：“谷歌、IBM、微軟和其他企業(yè)都將擁有用于改進(jìn)算法的量子計算機(jī)，這是肯定的。不過各國政府也正在打起精神。”薩溫認(rèn)為，量子技術(shù)的首要影響將是其在科學(xué)上的應(yīng)用。

薩溫則表示：“當(dāng)前是純粹在推測，因為打開的門通向的可能性幾乎是無窮的。然而，這不會在明天就實現(xiàn)。”它對于科學(xué)而言是質(zhì)與量上的飛躍，對于商業(yè)領(lǐng)域而言同樣如此。這不是無稽之談，因為正是技術(shù)推動了商業(yè)的發(fā)展。