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         新華社北京３月８日電新聞分析：量子計算“７２變” 量子霸權還有多遠

新華社記者黃堃 郭爽

全球關注的量子霸權爭奪戰本周出現重大進展，美國量子人工智能實驗室在洛杉磯舉行的美國物理學會年會上發布了７２個量子比特的量子處理器。那么，專家如何看待量子計算已可“７２變”的意義？量子霸權還有多遠？

公布信息有限 相信確有進展

量子人工智能實驗室由谷歌公司聯合美國航天局等成立。該實驗室稱這款名為“狐尾松”的量子處理器有７２個量子比特，并披露了布局結構等方面的一些信息。

量子比特是量子計算機的基本單位，與傳統計算機中每個比特只有０和１兩種狀態不同，每個量子比特可以處于多個狀態，因此量子計算機具有更強大的計算能力。

過去業界認為如能有效操縱５０個左右的量子比特，計算能力就能超過最強大的傳統超級計算機，實現相對傳統計算機的“霸權”。“狐尾松”處理器擁有“７２變”，被廣泛認為能在計算領域“大鬧天宮”了。

“但一些報道沒有注意到的是，這個芯片的質量參數還沒有確定，”阿里云首席量子科學家施堯耘告訴新華社記者，“光看數量是不夠的，比如Ｄ－Ｗａｖｅ公司去年就推出了２０４８個量子比特的芯片，但沒有這么大反響，故而談數量時也必須談質量。”

美國國際商用機器公司（ＩＢＭ）研究院負責認知、區塊鏈和量子解決方案的副總裁羅伯特·蘇托爾日前也提出，擁有５０個優質量子比特遠遠優于擁有２０００個質量欠佳的量子比特。

曾在美國從事量子研究多年的施堯耘說，目前谷歌方面公布的專業信息還不多，但“鑒于該研究組嚴謹的科學紀律”，相信他們取得了重要進展。

新加坡國立大學量子技術中心從事量子計算研究的鄭一聰博士告訴新華社記者，雖然谷歌還只是發了一個新聞公報，沒有公布太多具體數據，更沒有發表論文，“但從目前的信息來看，谷歌現在應該確實有７２個量子比特的處理器”。

研發或現轉折 有望實現“霸權”

鄭一聰說：“這７２個量子比特的布局結構是一個非常規范的二維陣列，可以擴展。如果在這種結構上實現了低錯誤率，則說明可以進一步利用更多的量子比特來進行量子計算。”

此前谷歌發布過９個量子比特的處理器，實現了１％的讀數錯誤率、０．１％的單量子比特門錯誤率、０．６％的雙量子比特門錯誤率。但量子比特增加到７２個，使得精確控制的難度比以前要大很多，現在谷歌正在爭取讓７２個量子比特處理器的錯誤率也降到９個量子比特的處理器的水平。

施堯耘也說：“這可能是量子計算研發的轉折點，有可能在這個基礎上探索出規模化量子芯片的技術，從而實現量子計算的飛躍，成功研發出真正意義的量子計算機。”

那對于許多人關心的量子霸權問題，“狐尾松”實現這個目標了嗎？

谷歌自己的說法是，這種量子處理器有望在未來實現量子霸權。施堯耘認為，相關團隊有望在１到２年內讓“狐尾松”的錯誤率降到與９個量子比特的處理器一樣。鄭一聰認為，這種７２個量子比特處理器確實有實現量子霸權的潛力，在幾個月后也許能聽到相關消息。

群雄仍在逐鹿 結果難以預估

量子計算在未來有巨大潛力，傳統計算機需要算１００年才能破解的問題，量子計算機真正問世后可能只需要１秒鐘，這將給保密、金融、材料研發等方面帶來深遠影響。這正是近來的“量子霸權爭奪戰”受到廣泛矚目的根本原因。

國際上除了谷歌外，還有ＩＢＭ、英特爾、微軟等多家行業巨頭在互相競爭。比如ＩＢＭ在去年１１月推出了全球首款５０個量子比特的量子計算機原型機，并于上周公開展示了這一原型機和內部結構圖。

中國許多機構也在量子計算領域大力投入，并已取得一些成果。比如中國科學技術大學潘建偉團隊在去年實現了多光子可編程量子計算原型機，演示了超越早期傳統計算機的量子計算能力。百度８日宣布成立量子計算研究所，成為最新入局的巨頭。

可以預見，實現量子霸權，人類計算能力將迎來飛躍。美國市場分析企業“通信業研究員”認為，量子計算機市場未來將迎來巨大商機，其市場收益２０２３年將達１９億美元，且２０２７年有望升至８０億美元。

此前業界有觀點認為，２０１８年可能會有研究機構實現量子霸權，但目前還沒有任何一家機構公開宣稱已經達到這個目標。鄭一聰說，現在谷歌以“狐尾松”處理器在這場競爭中領先，但最終鹿死誰手難以預測，因為可能會存在一些無法預估的困難，對量子霸權爭奪戰的結果還需拭目以待。（完）