摘要:2025 年的量子计算机的“计算速度”在“量子随机线路采样”之类不需要纠错的无用问题上可以看起来很快;在有用的问题上,这些量子计算机要么举步维艰、要么根本无法进行计算。
2025 年的量子计算机的“计算速度”在“量子随机线路采样”之类 不需要纠错的无用问题 上可以看起来很快;在有用的问题上,这些量子计算机要么举步维艰、要么根本无法进行计算。
当前架构的量子计算机,即使规模搞得更大,也有可能 永远 无法直接改变人们的生活,而是要诉诸“推动量子物理和工程技术研究的发展”这样间接的途径——当然,如果你喜欢,那么你可以诉诸“量子计算领域浪费了国家本来可以用来改善人民生活的金钱,供一部分公司挥霍、供一部分人高消费”这样的野路子,在这种情况下,量子计算机已经改变了一些人的生活。
北京时间 2025 年 8 月 13 日下午 13 时,墨子沙龙在知乎等平台直播中国科学技术大学教授、“祖冲之号”量子计算机总师朱晓波的“量子计算的机遇与挑战:《宇宙探秘历险记》新书分享会”。在这个问题下,墨子沙龙的回答大篇幅地引用了朱晓波的说法。我认为这有必要再讲一讲。
在上述直播里,朱晓波大量运用了量子计算业界早已反复使用过的炒作方式,偷换概念、选择性表述情况、路径依赖地尬吹量子计算机在毫无用处的随机线路采样上超过经典计算机的速度、画指数增长和破解密码的大饼、吹嘘量子计算机可以为人工智能带来不确定性而经典计算机是确定性的、吹嘘量子计算机在量子化学上的潜力。
不过,在回答若干观众提问时,朱晓波又声称在有通用量子计算机之前他提到的一些风险都是纸面上的,声称一些材料的性能和激光需要量子力学才能解释、没有量子力学的话信息社会根本不会存在——他显然不打算告诉观众:制造和使用这些材料与激光并不需要先给出什么解释,人类社会上使用的很多技术并不是科学模型先行的。
前情提要:
近年来,与量子计算机相关的若干炒作已破碎,吹嘘量子计算机在特定问题上展示“量子优势”或“量子霸权”的结果是它们一次次被电子计算机追及。现在的量子计算机需要大量的物理量子比特来实现错误率相对低的、数量较少的逻辑量子比特,受环境扰动大,不擅长处理大量数据,现在缺乏有用的算法。量子计算在可预见的未来不能攻破现存的加密算法 [1] [2] 。在炒作时声称量子计算发生在“平行宇宙”、扯到“多元宇宙”,更是让人怀疑 Hartmut Neven 等相关人员的素养。2019 年,谷歌用随机线路采样吹嘘实现了“量子霸权”,暂时骗过了不少人。后来,其他研究人员用电子计算机从定义上否决了这“量子霸权”。
量子霸权/quantum supremacy 指量子计算机能够快速解决经典计算机难以 在有意义的时间范围内 /in any reasonable time 解决的问题,无论该问题有没有实际用途。 量子霸权不需要量子错误校正。于是,数年间,谷歌等实体屡次吹嘘他们的量子计算机在专门用于吹嘘量子计算机胜过经典计算机的、不需要纠错的无用问题“量子随机线路采样(Random Circuit Sampling, RCS)”上实现了量子霸权,量子计算相关的新闻频繁沸腾。 但是,经典计算机在算法改进后获得了在有意义的时间范围内解决量子随机线路采样等问题的能力。2021 年到 2023 年,包括我国团队在内,多个团队声称用经典计算机在数天内模拟了谷歌的 RCS 任务 [3] 。目前,世界上有许多量子计算公司筹集资金并通过提供“咨询”赚取利润。这所谓咨询有很大比例是忽悠。发出夸大的新闻、进行夸大的演讲也有助于哄抬股票价格。
2024 年春,马斯克以 Benefactor for Global Learning XPRIZE 的身份与谷歌、GESDA 基金会等合作推出全球竞赛 XPRIZE for Quantum Applications:
为期 3 年,提供奖金 500 万美元,旨在寻找能解决现实世界挑战的量子计算方法。这方法要么是新的量子计算算法,要么是现有量子计算算法的新应用,要么是加速现有量子计算算法的方法。无论如何,该方法要展示量子优势并解决实际问题。 这 500 万美元要按一套复杂的流程分给多个项目,金额并没有什么吸引力。具体而言,他们会选出 20 个项目、每个项目派发 5 万美元、让这些项目继续竞争,让前三名分 300 万美元,其余的分 100 万美元。能有效参与这竞赛的项目大抵是已经有科研经费的。一些反对量子计算炒作的学者,例如 Sabine Hossenfelder,不甚严肃地指出:
这看起来意味着这些单位和个人认为现在世界上没有能够解决现实世界挑战的量子计算算法,现有的量子计算算法大概真的很缺乏实际用途。Sabine Hossenfelder 调侃道:
或许,通过让理论物理学家来研究量子计算,我们可以让这些人远离华尔街,这有利于社会。这算不算一种解决实际问题的方法?在欧美互联网上,很多愤世嫉俗的民众说,如果量子计算真的有用,那么我们早就应该看到涉及它们的军事武器在各种地区冲突中大杀四方。
中国科学院量子信息与量子科技创新研究院 2023 年发布的一些问答称:
尽管消耗了更多的经典和量子资源,但量子安全直接通信 QSDC 无论是理论上还是现实中的安全性都 不会 比量子密钥分发 QKD 更高,反而存在 效率极其低下 的明显弊端 [4] 。直接用量子态传输信息并不是一种新的方法。对于经典信息,直接用量子态传输 在安全性方面并没有更多的优势,反而会造成效率的低下 ;而对于量子信息的远距离传输, 距离现实应用还需要较长时间的发展 [5] 。
从事 QSDC 研究的主要机构集中在少数国家/地区,未形成国际上的研究热点。这些论文主要发表于 International Journal of Theoretical Physics, Quantum Information Processing, Chinese Physics Letters 等杂志,鲜有国际上的重要学术刊物……无论是从发表论文情况还是引用情况看,都表明 QSDC 在国际上是一个 相当边缘化 的研究方向 [6] 。
(对于我国学者提出的破解 RSA 量子算法,)由于该工作 无论是原理上还是技术上都存在巨大的不确定性 ,国际学术界对其可信度普遍持消极甚至否定态度 [7]
来源:时空探险家