Google在《自然》雜志上發(fā)表的一篇論文中聲稱已經(jīng)證明了一種稱為“量子至上性”的東西。這將標(biāo)志著新型計(jì)算機(jī)(稱為量子計(jì)算機(jī))的發(fā)展中的一個(gè)重要里程碑，該計(jì)算機(jī)可以比傳統(tǒng)的“經(jīng)典”計(jì)算機(jī)更快地執(zhí)行非常困難的計(jì)算。

但是IBM的一個(gè)團(tuán)隊(duì)發(fā)表了自己的論文，聲稱他們可以在現(xiàn)有的超級(jí)計(jì)算機(jī)上復(fù)制Google的結(jié)果。

盡管Google vs IBM可能是個(gè)好故事，但兩家全球最大的科技公司之間的分歧卻分散了兩個(gè)團(tuán)隊(duì)工作背后的實(shí)際科學(xué)技術(shù)進(jìn)步。

盡管聽(tīng)起來(lái)聽(tīng)起來(lái)不錯(cuò)，但即使超過(guò)量子至上的里程碑也并不意味著量子計(jì)算機(jī)即將接管。另一方面，接近這一點(diǎn)對(duì)技術(shù)的未來(lái)具有令人興奮的意義。

量子計(jì)算機(jī)代表了一種處理數(shù)據(jù)的新方式。量子計(jì)算機(jī)沒(méi)有像傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)那樣像0或1那樣將信息存儲(chǔ)在“位”中，而是使用量子物理學(xué)的原理將信息存儲(chǔ)在“量子位”中，這些信息也可以同時(shí)處于0和1的狀態(tài)。從理論上講，這使量子機(jī)器比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)快得多地執(zhí)行某些計(jì)算。

2012年，約翰·普雷斯基爾(John Preskill)教授創(chuàng)造了“量子至上性”一詞，用以描述量子計(jì)算機(jī)變得足夠強(qiáng)大以執(zhí)行傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)在合理的時(shí)間范圍內(nèi)無(wú)法執(zhí)行的某些計(jì)算任務(wù)的時(shí)候。他故意不要求計(jì)算任務(wù)是有用的。

量子至高無(wú)上是一個(gè)中間的里程碑，在構(gòu)建大型通用量子計(jì)算機(jī)之前，它就已經(jīng)瞄準(zhǔn)了很長(zhǎng)時(shí)間。

Google小組在其量子至上性實(shí)驗(yàn)中，執(zhí)行了這些困難但無(wú)用的計(jì)算之一，并對(duì)隨機(jī)選擇的量子電路的輸出進(jìn)行了采樣。他們還對(duì)世界上功能最強(qiáng)大的經(jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)Summit進(jìn)行了計(jì)算，估計(jì)完全模擬這種量子計(jì)算將花費(fèi)10,000年的時(shí)間。

IBM團(tuán)隊(duì)提出了一種在Summit計(jì)算機(jī)上模擬Google實(shí)驗(yàn)的方法，他們估計(jì)只需兩天，而不是一萬(wàn)年。

隨機(jī)電路采樣沒(méi)有已知的實(shí)際用途，但是有很好的數(shù)學(xué)和經(jīng)驗(yàn)原因認(rèn)為很難在經(jīng)典計(jì)算機(jī)上進(jìn)行復(fù)制。更準(zhǔn)確地說(shuō)，對(duì)于量子計(jì)算機(jī)用于執(zhí)行計(jì)算的每個(gè)其他量子位，經(jīng)典計(jì)算機(jī)將需要將其計(jì)算時(shí)間加倍才能執(zhí)行相同的操作。

IBM論文并未挑戰(zhàn)這一指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。IBM團(tuán)隊(duì)所做的就是找到一種交易，以增加內(nèi)存使用量，從而縮短計(jì)算時(shí)間。

他們使用它來(lái)展示如何通過(guò)利用該機(jī)器的大量?jī)?nèi)存資源將Google實(shí)驗(yàn)的模擬壓縮到Summit超級(jí)計(jì)算機(jī)上。(他們估計(jì)，模擬Google實(shí)驗(yàn)所需的內(nèi)存相當(dāng)于大約1000萬(wàn)個(gè)常規(guī)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。)

較大的量子電路可以執(zhí)行與大量經(jīng)典計(jì)算內(nèi)存相同的計(jì)算。尤爾卡(Yurchanka Siarhei)

53位數(shù)的Google實(shí)驗(yàn)正好可以經(jīng)典地模擬。IBM的新算法可能會(huì)將計(jì)算帶入世界上最大的超級(jí)計(jì)算機(jī)的范圍內(nèi)。但是再增加幾個(gè)量子比特，計(jì)算將再次超出范圍。

Google論文對(duì)此進(jìn)行了預(yù)測(cè)，并指出：“我們預(yù)計(jì)最終將實(shí)現(xiàn)比此處報(bào)告的更低的仿真成本，但我們也希望大型量子處理器的硬件改進(jìn)將始終超過(guò)仿真成本。”

這個(gè)實(shí)驗(yàn)是僅是世界上功能最強(qiáng)大的經(jīng)典超級(jí)計(jì)算機(jī)可以達(dá)到的范圍，還是僅此而已，并不是真正的重點(diǎn)。“至上”一詞在某種程度上具有誤導(dǎo)性，因?yàn)樗凳玖肆孔佑?jì)算機(jī)在所有方面都可以勝過(guò)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的觀點(diǎn)。

實(shí)際上，這只是意味著它們可以在某些方面勝過(guò)傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)。而且那可能是沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用的人工演示。回想起來(lái)，術(shù)語(yǔ)的選擇可能是不幸的(盡管Preskill最近寫(xiě)了對(duì)此的合理辯護(hù))。