近來流行這樣一句名言：“只有想不到的的，沒有做不到的”，這個觀點也是作者原先的信念，但現在看來這句話成立還要加上一個附加條件：明顯缺乏邏輯事實依據的想法除外。經過一段時間的論證和甄別，我們認為諸如超光速、時間變慢、多維空間、量子疊加態當屬此列，進而進一步認為量子計算機、超人工智能也屬於科學鬧劇系列。作者已經談過有關超人工智能的鬧劇（參閱 ），下面談談量子計算機。
一 設計原理上存在根本性錯誤
量子計算最本質的特徵為量子疊加性和量子相干性，是以處理和運算量子疊加態信號為主的計算機。量子計算基於量子比特，而非現代計算機中的經典比特，它利用量子力學理論中的量子疊加和量子糾纏效應，具有天然的“大規模並行計算”的能力。在量子計算機中，基本信息單位是量子比特，運算對象是量子比特序列。量子比特序列不但可以處於各種正交態的疊加態上，而且還可以處於糾纏態上。量子計算機對每一個疊加分量進行變換，所有這些變換同時完成，並按一定的概率幅疊加起來並給出結果，這種計算稱作量子並行計算。由此可見，支撐量子計算機關鍵核心的就是所謂的量子疊加態及其作為運算單元的量子比特。
所謂量子疊加態主要源自於一個叫做“薛定諤的貓”的思想實驗，對此作者已經在博文《量子力學正在走向死衚衕》，通過大量的事實和邏輯推理論證了所謂疊加態的是不成立的，認為疊加態與狀態、性狀、特徵等現象都屬於主觀對於客觀世界的描述，本來就是一種主觀性很強的東西，是不能作為真實的客觀世界去對待的，所謂的量子疊加態完全是一個主觀性的東西！但現在的自然科學目前卻執意背其道而行之，不僅將疊加態強行併入量子力學，還要沿著這條路展開所謂的量子計算機研製，量子力學將極有可能因涉及量子疊加態這個荒謬的理論而走向死衚衕。
經典科學目前的確存在許多適應性和侷限性問題，但經典科學是建立在實實在在的客觀現實基礎上的，正因如此，經典科學取得了巨大的成功，人類要想超越經典科學，最佳途徑也只能是建立在客觀現實基礎上的超越，而不是僅憑主觀想象等其他捷徑或邪路就可以超越的。量子力學原本許多主要的基礎理論也是建立客觀現實基礎上的，但是自從搞出了個所謂的量子疊加態，就似乎使得整個量子力學變成了一個主觀隨意想象的世界，而這絕非科學務實的態度！在薛定諤的那隻“妖貓”的引領下，自然科學正在走向主觀化和畸形化，原因在於包括量子力學在內的現代科學理論存在巨大的侷限性，使得一些自然科學家在不能用現有的認知體系解釋這些問題情況下，就將一些主觀性問題強行歸併到客觀性問題上，這也是一些當代自然科學家通常的錯誤。基於此，量子計算機在出發點時就已經走在了錯誤的道路上，這就註定了量子計算機的最終命運。
以下是作者在假定認可理論疊加態的前提下的進一步推論。
二 具有明顯的不確定性特徵
量子計算機的信息單位是量子比特（qubit），量子比特可以表示“0”，也可以表示“1”，甚至還可以是“1”和“0”的疊加狀態（superposition），即同時等於“0”和“1”，而這種狀態在被觀察時，會坍塌成為“0”或是“1”，也就變成了確定的值，其實也就和經典量子理論“薛定諤的貓”是一個道理。除此之外，兩個量子比特還可以共享量子態，無論這兩個量子比特離得多遠，也就是所謂的“量子糾纏”（entanglement）。
量子比特可以是兩個邏輯狀態的疊加體，它可以同時存儲“0”"1"。如果是N個量子比特，理論上可以同時存儲2^ N的數據。量子計算機在進行運算時，可以同時計算2^ N的數學運算，相當於經典計算機要重複2^ N的計算，由此可見，量子計算機可以節約大量的時間和計算單元。50量子比特的運算速度（2的50次方=1125億億次）將秒殺最強超級計算機（目前世界最強的超級計算機是神威·太湖之光，運算速度是每秒9.3億億次）。
理論和表面上看，量子計算機的確很厲害，具有遠勝於經典計算機的機能，但其巨大的隱患也正在於此。我們知道，經典計算機的顯著特點應該是建立在準確無誤基礎上的高速運算，前提首先是準確無誤，但是量子計算機卻根本無法做到這一點，因為所謂的量子比特就是一種具有完全不確定性的疊加態比特。在“量子世界”中，客體的物理量則是不確定的、概率性的，而且這種不確定性與實驗技術無關，是量子世界的本質特徵，無法消除。而量子計算機雖然也可以使用 0和 1，但一個量子比特可以同時是 0 和 1，具有不確定性。
量子計算機的輸入態和輸出態為一般的疊加態，其相互之間通常不正交，其變換為所有可能的么正變換。比如，一個具有10量子比特運算能力的量子計算機，我們可以同時輸入似於“|0110110100>+ |1001001011>”的疊加態，但由於每個量子比特都存在疊加的不確定，就會使輸出態存在2^10的運算結果，即存在2^10個不確定性結果。結論：有多快的運算速度，就有多大的不確定性。
不確定性是量子計算機的典型特徵，但一個具有極大不確定計算機是基本上沒有應用價值的，或許最多隻可作為概率機用於遊戲而已。
三 無解的錯誤率
無論是量子並行計算還是量子模擬計算，量子計算機本質上都是利用了量子疊加態和量子相干性，這本來就已經決定了其不確定性的典型特徵。在量子計算機中，量子比特不是一個孤立的系統，它會與外部環境發生相互作用，導致量子相干性的衰減，即消相干。另外，由於量子本身受到周邊其他粒子的影響，將會導致更多的錯誤結果，這需要使其被置入不受干擾的完美環境中。退一步說，即便將量子計算機進行徹底隔離（比如超低溫），也會由於計算機的量子迴路內本身存在隨機波動，導致所產生的結果仍然不是每個都正確。因此，要使量子計算成為現實，需要在加入量子糾錯技術，其核心問題就是克服消相干，而量子編碼是迄今發現的克服消相干最有效的方法。
目前主要的幾種量子編碼方案是量子糾錯碼、量子避錯碼和量子防錯碼，但仍然存在效率不高的缺陷。主流的量子糾錯技術需要引入更多的糾錯量子，來耦合一個計算量子在某個時間的狀態。然而，這種糾錯反而佔用了更多——甚至是幾乎所有的計算量。想要將錯誤率降低到可接受的水平，一個實際性能只有 3-qubit 的量子計算機可能需要上百個量子比特。在這樣的前提下實現 50-qubit 的所謂量子優勢，將使其變得非常臃腫，也變得非常不經濟。早在 2002 年，《電子工程專輯》的一篇文章就指出，錯誤率 (error rate) 是量子計算實現的絆腳石。
2017年11月12日，IBM宣佈成功研發出20量子位的量子計算機，併成功建成並測試全球首臺50個量子比特的量子計算原型機。而近期的美國物理學會上，Goggle實驗室的公佈了最新一代量子處理器Bristlecone—— 72位量子位處理器，錯誤率只有1%。目前來看，在錯誤率上，谷歌在72位量子計算機上已經實現了這個目標，單量子比特門為0.1%，雙量子比特門為0.6%。
谷歌的成就似乎使我們看到了進展，但由於存在量子疊加性和量子相干性的本質性特點，在加上其對環境和設備的苛刻要求，可以肯定：所謂的量子計算機只能會逐漸縮小錯誤率，但卻完全無法像經典計算機那樣從根本上消除錯誤率，量子計算機對錯誤率是完全無解的，這也是其根本特徵之一。但我們知道，在高速運算的情況下，計算機本質是不能容許有任何錯誤的，任何一個計算失誤都有可能被巨量放大，將會導致“失之毫厘謬以千里”的結果，更何況如此高的錯誤率。在錯誤率不能根本徹底消除的情況下，無論多麼高速的計算機，都是沒有現實意義和實用價值的。
四 現實條件嚴重不足
理論上的量子計算之所以能達到如此神速，就是因為量子比特的疊加狀態和量子糾纏，但與此同時，量子疊加和糾纏狀態是極度脆弱的，不能受到一丁點干擾，量子計算機必須在極度低溫條件下工作。建造量子計算其中一個困難就是，由於自身條件的限制，量子比特必須保存在溫度極低的環境中，約零下273攝氏度。量子處理器（QPU）需要在絕對零度（-273.15℃）附近的溫度才能運行——屏蔽磁場、隔離震動和外部因素的干擾都需要絕對零度的低溫環境，還要將量子計算機放到比地球磁場弱50000倍、大氣壓比地球小100億倍的環境中，以保持量子狀態的穩定。這些都是通過閉式循環冰箱實現的，如谷歌位於加州聖巴巴拉實驗室裡的量子芯片，就被凍結在懸空低溫恆溫器裡。
量子比特在其位置上保存的時間也非常短暫，因此量子計算意味著處理非常不穩定和脆弱的信息。不僅如此，量子位錯綜複雜、變幻無常、體積微小、極難控制，及時能做到，任何的噪音、熱度和震動也會讓研發者前功盡棄。量子比特分為物理比特和邏輯比特，對數個物理比特進行編碼後，才能得到1個邏輯比特。由於國際上沒有一家機構能實現一位邏輯比特的編碼，而實現不了編碼就不可能實現通用量子計算。因此，目前的量子計算機只能做一些特定的任務，使用分為非常狹窄。就以IBM本次研發出的20量子比特量子計算機來說，它就只能解決一些特定的問題。其實，不僅IBM的量子計算機，中國的量子計算機同樣只能解決少數特定問題。中國科學技術大學等單位聯合研製的光量子計算機基於線性光學，把量子點當做單光子源來使用，而且可以實現光子糾纏操縱，但就用途來說，這臺光量子計算原型機只能用來做玻色取樣，而無法像經典計算機那樣實現通用計算。
迄今為止，世界上還沒有真正意義上的量子計算機，量子計算機僅僅具備假設意義。目前，有一種用原子實現的量子計算機似乎能夠實現量子計算機，但也只有5個q-bit，該款即便放在一個試管中，也需要配備有龐大的外圍設備，只能做1+1=2的簡單運算。正如Bennett教授所說，“現在的量子計算機只是一個玩具，真正做到有實用價值的也許是5年，10年，甚至是50年以後”。目前世界各地的許多實驗室正在以巨大的熱情追尋著這個夢想，已經提出的方案主要利用了原子和光腔相互作用、冷阱束縛離子、電子或核自旋共振、量子點操縱、超導量子干涉等，但由於在實驗上實現對微觀量子態的操縱確實太困難了，還很難說哪一種方案更有前景，就算這些問題都可以得到解決，量子計算機對於處理日常任務也並沒有什麼用處。
綜上所述，量子計算機甚至是個連概念都不成熟的計算機，根本原因在於其作為支撐理論的量子疊加理論含有太多的主觀想象成分，嚴重缺乏現實基礎，具有明顯的既不能證實也不能證偽的極大缺陷，正因如此，量子計算機破綻百出，才出現了上述眾多短板。事實上，自從理查德·費曼1982年提出量子計算機概念後，人類在這個方面的研究已經近40年，在當代技術發展高速進展的情況下，量子計算機進展如此緩慢和被動，這其實已經說明了這個理念存在很大問題了。
量子計算機的最大技術瓶頸就是如何徹底解決不確定性和錯誤率的問題，而解決這個唯一的途徑就只能改走經典計算機的回頭路，但這樣的“量子計算機”就非量子計算機了。“薛定諤的貓”發明了“量子疊加態”，使人類萌生了“量子計算機”，但“量子疊加態”也由此使不確定性和錯誤率成為了“量子計算機”無法解決的基本特徵；反之，一旦解決了不確定性和錯誤率，“量子計算機”也就不是量子計算機了，而是變成了經典計算機了。世界上沒有無緣無故的事情，既然“薛定諤的貓”附體了“量子計算機”，那麼，“量子疊加態”就不可能無緣無故地消失了，必然最終使的“量子計算機”處於既是“量子計算機”又是經典計算機的“量子疊加”狀態。但是，這樣被“妖貓”附體的計算機還有應用價值嗎？或者說，人類敢用這樣的怪物計算機嗎？
目前為止，電子計算機仍然是計算機領域最成功的典範，也是我們人類所唯一可以倚重的計算機，人類目前應該把主要精力放在電子計算性能的進一步改進上，而不是去空想研製完全不靠譜的所謂量子計算機。電子計算機其成功的原因在於其建立在堅實的理論基礎上，其他諸如光子計算機、生物計算機，以及新文明所提出的本真信息處理機（高靈敏計算機）等等，雖然難度很大，但畢竟也有接地氣的理論基礎，堅持下去也是有希望的。相比而言，量子計算機卻連最基本的理論基礎都不具備，其發展結局可能連光子計算機、生物計算機都不如。量子計算機將有可能成為科學史上的第二個“永動機”，曇花一現、熱鬧一時而已。
量子計算機極有可能又是一起科學鬧劇！鑑於目前的形勢，建議國家及相關部門要先從基本的理論基礎做起，首先從理論上展開對“量子疊加”的的論證及量子力學的完善工作，而不要急於在量子計算機的研製上浪費時間和資源了！
閱讀更多 王江火 的文章
