谷歌日前宣称实现"量子霸权"。中科院院士郭光灿对此表示，这只是进入量子时代的一个阶段，未来还有漫长道路要走。
因为超强的运算速度，量子计算机与可控核聚变、人工智能技术并称为改变人类命运的三大"未来黑科技"。10月23日，谷歌 AI 量子团队宣布旗下的量子计算机实现"量子霸权"，把量子信息技术推向了舆论的风口浪尖。
"量子霸权"意味着什么？量子计算机将对人类产生何种影响？11月23日，在由杭州市人民政府和网易集团联合主办的"2019网易未来大会"上，中国科学院院士、著名量子信息学家郭光灿发表了名为"量子信息技术时代何时到来"的主题演讲，介绍了量子计算机的发展历程，回答了一些被广泛关注的问题。
▲"2019网易未来大会"
量子计算机将带来颠覆性的改变
量子力学诞生的一百多年里，已为人类社会做出了重大贡献，被称为第一次量子革命。比如激光技术，就是根据量子力学的理论诞生的。量子计算机领衔的第二次量子革命，和前一次有怎样的区别？
郭光灿介绍，第一次量子革命诞生的器件本身尊崇的仍是经典物理定律。而第二次量子革命，将制作出尊崇量子力学定律的器件。以量子计算机为例，因为量子状态的不确定性，每个量子比特都是0和1的叠加，所以能够做到并行运算。这会让计算机的运算能力得到指数型的增长。传统计算机一次操作处理一条数据，量子计算机一次操作可以处理2的N次方条数据。
"很多人都体会过从算盘时代进入电子计算机时代所带来的巨大改变，量子计算机的出现有可能会带来另一场翻天覆地的改变。"
量子计算机研究已经由企业主导
郭光灿认为，近几年量子计算机的研究进展呈加速趋势。量子计算机的概念在1981年被提出，在2012年以前一直处于较为平缓的发展状态。但从2016年开始，该领域几乎每年都会取得一到两个重要进展。
究其原因，他认为有两点。一是研究逐渐成熟化。90年代人们往往把目光集中在芯片制作。随着研究的不断深入，硬件和软件同时研发的模式已经形成。二是该领域获得了许多企业的的关注。目前，引领量子计算机研究的主要力量已由高校转为企业。来自美国、中国、澳大利亚、荷兰等国家的企业，因为看到了它未来的巨大收益，做了很多的投入。
"比如，IBM在年初推出全球首套商用量子计算机，它已经不再被放在实验室里，它被做成一个器件，一个商品，而且把并行运算优点就体现出来了，这是一个重大进展。"
实现"量子霸权"只是进入量子时代的一个阶段
一个月前，谷歌团队称已实现"量子霸权"，即量子计算机在特定案例上的表现超过所有经典计算机。根据论文给出的数据，谷歌科研人员在53量子比特的量子计算机上花费200秒所完成的计算，需要当今最强大的超级计算机Summit运算1万年之久。
对此郭光灿表示，无论数据是否属实，人类目前已经走在通往"量子霸权"的道路上了。随着研究继续发展，未来可能会出更多传统计算机被"赶超"的现象。但这不代表量子计算机已经是"完全体"了，更不代表量子信息技术时代已经到来。从量子原型机到量子通用机，"量子霸权"只是其中的一个阶段。
"即便我们实现量子霸权，比如将量子比特数增加到100个左右，因为相干时间的限制，依然只能处理极短时间内的问题。它可以加快某个具体项目的运算速度，但无法长时间运算。这样的计算机只能叫做专用机，而非通用机。只有通用机到了实际应用的时候，才能说量子时代真正到来了。"
至于何时能够出现量子通用计算机，郭光灿认为这其中还面临着诸多困难，比如相干时间太短、缺乏对量子世界精准的控制能力等等。要想解决这些问题还有漫长的道路要走，并非一朝一夕所能实现。
出品：科普中央厨房
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