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Lyn

2019-10-23 21:41:26

谷歌再次声明实现量子霸权 IBM:我不服!

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近日,两个科技界大佬在量子计算领域的争论成为热门话题。谷歌在《自然》(Nature)杂志上发表论文,正式声明自己以实现量子霸权。而 IBM 连发驳斥,认为谷歌这是在炒作。

两家重量级企业,加上量子计算,再加上亮眼名词的出现,很容易让网友们纷纷放下手中的瓜,拿起键盘飞速搜索「什么是量子霸权」。

什么是量子霸权

Quantum Supremacy,中文翻译为量子霸权,这里的「霸权」并不是我们常理解的霸权主义的那个「霸权」,量子霸权属于专有名词,意思是在处理同一个问题时,量子计算拥有了超越所有经典计算机的计算能力,实现了量子计算机的特有优势。

在物理实验上,迄今还没有任何一台量子装置在实际实验中展现出这种能力。谁能够证明这种能力,谁就能号称实现量子霸权。

而实现量子霸权,将代表超越经典的量子计算能力从理论走进实验,标志着一个新的计算能力飞跃时代的开始。当前实现量子霸权绝非易事,而且,实现量子霸权也只是一个开始,离实现实际的量子计算机尚有很大距离。

自 2011 年 John Preskill 教授在一次演讲中提出「量子霸权」的概念,IBM、Google、Intel、微软,以及一些创业公司就开始加大对量子计算的投资和研发;该领域的竞争也越来越激烈。

中国最先开启量子霸权标准的研究。2018 年 9 月,国防科技大学吴俊杰团队与上海交通大学金贤敏合作研究成果在《国家科学评论》发表,报道了玻色采样案例的称霸标准。该项研究中,吴俊杰与金贤敏在天河二号超级计算机上完成了玻色采样问题的核心难题——积和式的求解。实际测试的问题规模达到 48 个光子,并推断出天河二号模拟 50 个光子的玻色采样需要约 100 分钟。也就是说,一旦实际的量子物理装置实现了每组样本 100 分钟以内 50 光子的玻色采样,就在求解这个问题上超过了天河二号,实现了量子霸权。

大佬之争

2019 年 9 月 20 日,科技巨头谷歌向 NASA 提交一份报告,称其研发的量子计算机成功在 3 分 20 秒时间内,完成现存最先进的传统超级计算机 Summit 需 1 万年时间处理的问题,全球首次实现量子霸权。

不过该报告后续引发了较多争议,最终并未获学界认可。

创造出「量子霸权」这个术语的 John Preskill 教授警告,这一成果目前还仅存在于谷歌的论文中,并不代表量子计算机会在现实生活中有此等表现。后来,这篇论文被 NASA 删除。有消息称,论文被删是因为谷歌的研究尚未经过同行评审和讨论就被 NASA 发表;这是不符合流程的。另一方面,谷歌和 NASA 都拒绝证实论文的真实性。



2019 年 10 月 23 日当地时间周三,谷歌在《自然》(Nature)杂志上发表的一篇论文中正式声明,其位于加州圣巴巴拉的研究实验室已经实现量子霸权,这也是科学家们自上世纪 80 年代以来一直在努力实现的目标。谷歌的量子计算机完成了传统计算机无法完成的任务。

根据谷歌的说法,这项计算任务将花费世界上最快的超级计算机 10000 年的时间。这一次的计算几乎没有实际用途,有实际用途的量子计算机问世还有很多年的时间,技术障碍是巨大的,即使如此,它们也可能只在某些任务上击败传统计算机。

但是,谷歌这一研究仍然是一个重要的里程碑——谷歌首席执行官皮查伊将其比作莱特兄弟 12 秒钟的首次飞行。

谷歌为什么突然要加重语气把这个问题再申明一遍呢?答案是为了回怼 IBM。

作为在量子计算领域的资深玩家,IBM 在上月谷歌声称“实现量子霸权”时就提出了质疑。埋头闭关一个月后,IBM 近日在 Arxiv 上发表了一篇由五名研究人员合著的论文来驳斥谷歌的观点。

IBM 在论文中批评道,谷歌声称自己实现量子霸权的说法具有误导性,让人们以为自己进入了一个新的计算时代,而量子计算机和经典计算机之间的巨大差异并不会让两者分割,而是在未来协同工作。

谷歌公司声称的「量子霸权」存在巨大缺陷,并没有完全利用现代超级计算机的计算能力,Summit 完成谷歌声称的计算只需要 2 天半,根本用不着一万年。

虽然,IBM 本次拆台谷歌看起来似乎是一个充满挑衅的举动,但 IBM 顶级量子研究人员兼量子计算总裁(也是本次论文的合著者之一)Jay Gambetta 表示,他们的动机主要是基于技术问题;更重要的是对「量子霸权」这种说法的不满,而不是存心与谷歌对抗。

「霸权」与「优势」

大家也都看出来了,Quantum Supremacy 中的 Supremacy 一词,本身就有至高无上的意思,也不怪中文直接把它翻译为霸权,把它的标准翻译为称霸标准,但是这太容易引发误会和反感了。

就连 John Preskill 教授自己最近也开始反思「量子霸权」一词的不妥之处。

IBM 也提出了自己的意见,认为「霸权」和「实现量子霸权」等字眼会误导公众。首先,正如上文所提到的,真正的量子霸权尚未实现;其次,每种计算机都具有其独特的优势,因此,量子计算机也不会凌驾于传统计算机之上。所以在谷歌声称实现量子霸权的时候,IBM 也提出了另一个概念,叫做量子优势(Quantum Advantage),听起来是不是更好接受一点?



而学界认为,IBM 提出的量子优势,与量子霸权已经不属于一个概念范畴。量子优势针对的是真实的应用场景,展现出量子计算超越经典计算的能力。言下之意,就是量子优势不仅要体现出计算能力的碾压,还得催生出商业价值来。所以 IBM 的研究之路与谷歌又有所不同,主要是联合了多家大型企业研究部署量子计算云平台,快速实现商业价值。

两个名词的背后,是两个不同的研究方向,或者说两种不同的利益驱使。

不管是量子霸权也好,量子优势也好,没有人能预测它在什么时候到来,我们只需要知道,有关它的真实研究成果,最终影响的是国家乃至世界的量子技术发展格局。量子计算很有可能成为第四次工业革命的其中一个分支,所以各方大佬都很急,但急也没有用,重要的还是尊重科研规律。

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