谷歌的量子計算研究人員一直在籌劃一場慶功宴，但阿里巴巴量子計算團隊的新研究恐怕要使它延期了。
量子計算雖是一個晦澀難懂的物理學前沿領域，但中美企業在該領域的競爭表明，國與國之間、企業與企業之間的較量日趨白熱化，他們都希望創造出一種強大到不可思議的新型計算機。
今年3月，谷歌發佈了Bristlecone芯片，想要奠定計算界的一個里程碑。谷歌表示，該芯片有望成為第一個實現量子霸權的量子計算系統。量子霸權是指量子計算機的計算能力超過任何傳統計算機。谷歌量子計算芯片團隊負責人約翰·馬丁尼斯（John Martinis）說，他們有望在今年實現量子霸權。先前的預測是他的團隊可能在2017年做到這一點。
Bristlecone
但阿里巴巴量子計算團隊的新研究表明，谷歌公佈的Bristlecone計劃無法實現量子霸權。他們聲稱，還需要錯誤率更低的芯片才行。谷歌研究人員塞爾吉奧·博伊克（Sergio Boixo）在郵件中寫到，他歡迎這樣的研究，但對研究結果抱有“很多疑問”。其他人則認為研究結果值得關注。“目標改變了。”南加州大學教授伊泰·亨（Itay Hen）說。
實現量子霸權可謂一個重大的科學突破，但並不意味著量子計算機真的能夠投入使用。不過，這可以幫助谷歌在研發實用型量子計算機的競爭中取得優勢。谷歌和IBM、英特爾、微軟等競爭對手，都希望向戴姆勒和摩根大通這樣的公司出租或銷售量子計算機。戴姆勒和摩根大通已經在研究量子計算機能在多大程度上改進電池和金融模型。
傳統計算機利用電脈衝，通過比特來表示數據，比特的值為0或1。量子計算機則用量子力學效應來編碼數據，創造出量子比特。這些神奇的設備在接近絕對零度的溫度下運行。成群結隊的量子比特能迅速完成複雜的計算，它們利用了特殊的技巧，比如“疊加”，也就是既是1也是0。有證據表明，這有助於化學模擬。谷歌和其他人認為，這也可以促進機器學習的發展。
谷歌的Bristlecone擁有72個量子比特，由超導電路製成，是迄今為止最大的量子芯片，領先於IBM的50量子比特芯片和英特爾的49量子比特芯片。谷歌研究人員估計，Bristlecone足以解決一個經過仔細選擇、超出任何傳統計算機能力範圍的演示性問題，實現量子霸權。
阿里巴巴研究人員提出了不同看法。他們根據谷歌公佈的計劃，利用一組強大的服務器來模擬Bristlecone的運行。結果提醒我們，現有的計算機架構遠未過時，谷歌計劃的Bristlecone演示不會超出傳統計算機的能力範圍。
“人們對這一未來處理器將實現量子霸權寄予厚望。”阿里巴巴量子實驗室主任施堯耘說，“但我們的研究結果顯示，這種熱情可能過於樂觀。”他說，阿里巴巴想出了更好的辦法，把模擬量子計算操作的任務分攤給很多協同工作的計算機，以此取得了上述研究結果。
科羅拉多大學教授格雷姆·史密斯（Graeme Smith）在Twitter上貼出了阿里巴巴研究結果的鏈接，他的評論是“哇”。史密斯說，谷歌的Bristlecone可能是迄今為止最強大的量子芯片，但阿里巴巴的研究結果表明，錯誤率仍然太高。“這說明，我們不會很快看到量子霸權的演示。”他說。
谷歌的博伊克反駁說，阿里巴巴的模擬不夠細緻，不能據此下定論。為了進行更好的模擬（比如阿里巴巴的研究），谷歌一直在研究測試量子霸權的新方法。博伊克說，這不應該要求重大的硬件升級。南加州大學的伊泰說，這將反過來促使研究人員從傳統計算機中挖掘更多潛力。“我敢肯定，目標將變來變去。”他說。
阿里巴巴在量子計算領域迅速崛起，這體現了中國在技術方面的雄心壯志。自2006年以來，谷歌一直在研究量子計算，最初使用的是加拿大公司D-Wave的硬件。阿里巴巴在2015年進入該領域，攜手中國科學院建立了一個新的研究實驗室。今年2月，阿里巴巴發佈了通過互聯網接入的實驗性11量子比特芯片。中國政府還斥資100億美元建設一個新的量子信息科學國家實驗室。
這些項目只是日益激烈的國際競爭的一部分：歐盟計劃向量子研究領域投入11億美元；美國政府在預算指導原則中強調了量子計算的重要性。特朗普總統上臺後，白宮科技政策辦公室雖然已大幅萎縮，但去年12月，它迎來了首位專職的量子計算專家傑克·泰勒（Jake Taylor），他是來自馬里蘭大學的研究人員。
谷歌在2014年建立了自己的量子硬件實驗室，招募加州大學聖塔芭芭拉分校的馬丁尼斯來領導該實驗室。谷歌最近有關實現量子霸權的表態令量子計算領域的一些人感到厭煩，他們說，把實現量子霸權作為決定性時刻，這可能使我們誤以為實用型量子計算機近在眼前。英特爾首席技術官麥克·梅貝里（Mike Mayberry）說，他認為這項技術的廣泛商業化將耗時10年。IBM預測，量子計算機將在五年內成為“主流”。
阿里巴巴的施堯耘不否認量子霸權的重要性，但他說，谷歌和其他機構的研究人員應該更加冷靜地看待量子霸權。“關心什麼時候實現量子霸權，就如同關心你的寶寶什麼時候將變得比你家的狗更聰明。”他說，“我們應該專注於照顧好孩子，他自然就會變得比狗更聰明，即使你不知道是在什麼時候。”
翻譯：于波
校對：其奇
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