近日，美國著名科技雜志《連線》報道了阿里巴巴達摩院量子實驗室的最新研究成果，認(rèn)為Google年底實現(xiàn) “量子霸權(quán)”的計劃過于樂觀?！肮雀璧牧孔佑嬎阊芯繄F隊本已準(zhǔn)備好慶祝派對了，但阿里巴巴發(fā)布的最新論文結(jié)果，可能會推遲這一慶祝派對。” 《連線》雜志認(rèn)為，阿里巴巴發(fā)布的成果突顯了中美在計算領(lǐng)域日益激烈的競爭。阿里量子計算的發(fā)展顯示了中國的科技雄心。

今年3月，谷歌推出名為Bristlecone的芯片，芯片由超導(dǎo)電路制成，擁有72個量子比特，這是迄今為止同類設(shè)備中最大一個，超過了IBM的50量子比特設(shè)備，而英特爾的僅49量子比特。谷歌表示，它可以開發(fā)出第一個超越任何傳統(tǒng)計算機運算能力的量子計算系統(tǒng)——這就是實現(xiàn)所謂“量子霸權(quán)（Quantum supremacy）”。谷歌研究團隊負(fù)責(zé)人John Martinis預(yù)計，今年就可以實現(xiàn)量子霸權(quán)。

阿里的質(zhì)疑

但是阿里巴巴的量子研究員發(fā)布的結(jié)果認(rèn)為，谷歌就Bristlecone發(fā)布的計劃其實難以實現(xiàn)量子霸權(quán)。他們認(rèn)為，芯片仍需要降低其錯誤率。在一封寫給《連線》雜志的郵件中，谷歌研究人員Sergio Boixo寫道，他非常欣賞這類研究，但是論文結(jié)論中仍存在“不少疑問”。阿里巴巴的研究人員通過10000臺服務(wù)器（每臺有96個強大的處理器），并參考了谷歌發(fā)表的量子芯片計劃，對其新芯片的運作模式做了模擬。模擬結(jié)果提醒人們，現(xiàn)有的計算機體系結(jié)構(gòu)的能力，還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒被發(fā)揮出來，并暗示谷歌新量子芯片能力還無法超出傳統(tǒng)計算機的運算能力范圍。阿里巴巴量子實驗室主任施堯耘表示阿里巴巴是通過設(shè)計更好的方法，即將模擬量子計算操作的任務(wù)劃分給許多共同工作的計算機獲得的成果。阿里巴巴的研究結(jié)果讓Graeme Smith大為振奮。這位科羅拉多大學(xué)教授在推特上轉(zhuǎn)發(fā)了阿里巴巴的論文鏈接，并用了一連串“哇”（Wow?。┑脑u論。Smith 告訴《連線》，谷歌的Bristlecone似乎是目前能力最強的量子芯片，但阿里的結(jié)果顯示，錯誤率仍然太高?！斑@表明我們不會很快看到量子霸權(quán)的實現(xiàn)?！?

實現(xiàn)量子霸權(quán)只是科學(xué)突破，并不代表量子計算機已有能力執(zhí)行有意義的工作。但至少，它可以幫助谷歌在實現(xiàn)實用量子計算機領(lǐng)域的激烈競爭中站穩(wěn)腳跟。現(xiàn)代計算機使用以比特為單位的“1”或“0”表示數(shù)據(jù)，稱為經(jīng)典比特。量子計算機用微妙的量子力學(xué)效應(yīng)來表示比特數(shù)據(jù)“0”和“1”，量子比特也由此出現(xiàn)，但量子力學(xué)效應(yīng)在20世紀(jì)初期使愛因斯坦和其他物理學(xué)家困惑不解。另外，量子力學(xué)效應(yīng)只在極低的溫度和特別細(xì)微的范圍內(nèi)才能被檢測到，這使得量子比特獲得了一種疊加狀態(tài)，即同時有效地表示 “1” 和 “0”，進而允許量子計算機在進行復(fù)雜計算時可以走捷徑。有證據(jù)量子計算可以幫助進行化學(xué)模擬，谷歌和其他一些人認(rèn)為機器學(xué)習(xí)也能得到提升。

谷歌的反駁

Google的Boixo還反駁說，阿里巴巴的模擬的方法不夠詳細(xì)無法作為最后的結(jié)論。更好的模擬方法，比如阿里巴巴的研究也是谷歌一直致力于研究測試量子霸權(quán)的新方法的原因，Boixo稱其不應(yīng)該要求大規(guī)模的硬件升級。南加州大學(xué)的Hen說：“這反過來會刺激研究人員試圖從傳統(tǒng)計算機中榨取更多性能。我確信游戲規(guī)則會發(fā)生改變?！?

對量子的關(guān)注

阿里巴巴在量子計算領(lǐng)域迅速崛起，顯示了中國的技術(shù)雄心。谷歌自2006年開始研究量子計算，最初使用的是來自加拿大D-Wave的硬件。阿里巴巴于2015年進入該領(lǐng)域，與中國科學(xué)院合作開設(shè)研究實驗室。今年2月，該公司提供了一種實驗性11-量子比特芯片。中國政府承諾投入100億美元建設(shè)一座新的國家量子實驗室。

這些項目是日益增長的國際競爭中的一部分：歐盟正計劃在量子研究領(lǐng)域投資11億美元。特朗普政府在預(yù)算指導(dǎo)中也強調(diào)了量子計算。盡管白宮的科學(xué)和技術(shù)政策辦公室在特朗普總統(tǒng)的領(lǐng)導(dǎo)下已經(jīng)大幅縮水，該小組依舊于12月份聘請了其第一位量子計算專家——馬里蘭大學(xué)研究員Jake Taylor。

谷歌于2014年成立了自己的量子硬件實驗室，由加州大學(xué)圣塔芭芭拉分銷的Martinis領(lǐng)導(dǎo)該團隊。公司最近關(guān)于實現(xiàn)量子霸權(quán)的言論讓該領(lǐng)域中的其他一些團隊甚感厭倦，后者認(rèn)為把里程碑事件視為決定性時刻可能會讓人們對實用性量子計算機的現(xiàn)實產(chǎn)生誤解。英特爾首席技術(shù)官Mike Mayberry本周告訴《連線》說，他認(rèn)為該項技術(shù)的廣泛商業(yè)化可能需要10年的時間。而IBM則認(rèn)為，量子計算機可能會在五年內(nèi)成為“主流”。