谷歌的量子霸权对计算的未来意味着什么？

根据谷歌的研究团队，量子计算机有史以来第一次执行计算任务，这对于传统计算机来说基本上是不可能的。

该公司圣巴巴拉实验室的科学家和工程师在周三发表在《自然》杂志上的一份报告中宣布了这一里程碑。他们说他们的机器可以在200秒内完成这项工作，而世界上最强大的超级计算机需要一万年才能完成同样的任务。

任务本身涉及随机选择的指令序列的执行，没有特殊的实际用途。但专家表示，这一成就仍然很重要，可以证明量子计算的未来前景。

麻省理工学院的威廉奥利弗将这一壮举与莱特兄弟的首次成功飞行进行了比较。他在研究附带的评论中写道：“这是事件所代表的，而不是实际做了什么。

谷歌科学家称赞这一成就是“量子霸权”的首次证明。这句话是加州理工学院理论物理学家约翰普雷斯基尔(John Preskill)在2012年提出的，用来描述量子计算机可以做传统计算机根本做不到的事情。

并非所有人都同意谷歌的声明代表了真正的量子霸权。IBM的计算机科学家反驳说，他们最强大的超级计算机Summit可以在2.5天内完成同样的任务，而不是1万年。

普雷斯基尔表示，尽管如此，谷歌的成功仍然是通往量子霸权的漫长道路上的重要垫脚石。

他说：“这不会在一夜之间改变任何事情，但重要的是，量子计算机现在处于一个阶段，至少在某些领域可以超越地球上最好的计算机。”

Preskill谈到了《洛杉矶时报》量子计算的现状，以及未来可能解决哪些大问题。

但要提前提醒：这是一项全新的技术，有很多未知因素。

问：你对量子计算有多感兴趣？

答：20世纪90年代中期，人们发现如果有量子计算机，一些非常困难的问题就可以解决。最大的感觉是，你将能够摧毁被认为牢不可破的广泛使用的密码系统，因为它们需要太多的计算。

我想这是我听过的最有趣的事情——这个想法能否解决问题，取决于这个世界是否是用量子力学而不是普通的经典物理来描述的。

问：量子计算机和常规计算机有什么区别？

答：经典计算机使用的语言都是操纵0和1的字符串，但量子物理的语言大不相同。这更像是一个隐喻，而不是一个技术上准确的表达，但是在量子计算机中，你有一个量子比特，它可以是0，也可以是1。这是描述他们如何说完全不同语言的一种方式。

量子计算的潜在前景是量子计算机可以做我们用普通数字计算机做不到的事情。我们能否把它变成有用的东西，在很大程度上是当前研究的课题。

问：你需要量子计算机来解决什么问题？

答：最明显的应用是我们想了解大量子系统的行为。例如，化学家试图非常准确地描述当你试图建立一个大量子时会发生什么。

他们试图把它放在计算机上，但是当分子变大时，就太难了，因为量子力学在分子中真的非常重要，你只是不能用普通的比特来描述它在做什么。但是在量子计算机上，你可以很好地描述它。

问：有实际应用吗？

答：我们认为它将对量子化学产生巨大影响，这可能对农业和人类健康至关重要。它可以帮助开发收集太阳能的新药、新能源、新方法和新材料。

这可能还有很长的路要走，但这是让人们对潜在应用感到兴奋的一部分。

问：科学家目前是否使用量子计算机解决问题？

答：人们在尝试，但根据这些想法，没有引人注目的报道。我觉得到目前为止，还没有人对量子计算机做过什么，以至于现有的数字经典计算机做不到更好。

但是人们正在加紧准备，认为技术会成熟，他们已经准备好了。具体来说，当我们看到量子计算对经济的实际影响时，没有人真正知道。

问：是什么促使你在2012年创造了“量子至上”这个词？

答：我建议使用这个术语，认为我们应该注意到科技史上正在发生一些特殊的事情。随着量子计算的发展，我们将达到我们认为可以用量子计算机做事情的地步，这是数字计算机目前或在可预见的未来所无法做到的。

问：但不是每个人都喜欢这个词，对吗？

答：有人认为这夸大了当前的技术状态，对近期影响产生了毫无根据或不切实际的预期。

我理解这种担心。我们不想夸大其词。谷歌拥有这台机器，但它是否能在未来几年做大家关心的有用的事情——没人知道。

我们正处于一个拥有这种强大设备却不知道如何使用它的时代。我们必须尝试它，然后尝试不同的方法。我们必须开车绕过街区，看看我们能做些什么。

问：你能说谷歌的公告很重要吗？

>答：这取决于您认为什么很重要。我会说这是一个渐进的步骤，但是我们还是可以坐下来欣赏它，这表明量子计算技术正在向前发展，并且我们已经达到了可以用量子计算机做我们无法做的事情的地步。与古典音乐无关。

问：要使量子计算机成为现实，还需要采取什么步骤?

答：更多的量子比特，更少的噪声。这将使量子计算机更加强大。据推测，这两种情况都将继续发生。

问：关于何时量子计算机可能变得更有用的任何想法?

答：可能是几十年，但没有人可以肯定地说。那里有很多不同的想法，并且有了突破，这项技术就可以起飞。

问：您认为有一天量子计算将成为标准吗?

答：根据我们目前的理解，我认为量子计算机将具有非常专业的应用。但是我们不能肯定地说这些将有多深远。您似乎不太可能希望在量子计算机上发送电子邮件。

但是，实际上，说将来我们可能会有一个量子互联网可以发送量子信息的地方并不是那么疯狂，因为这样可以为加密带来好处。窃听以量子态编码的信息非常困难。不管是否会发生，没有人真正确定。

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