索尼|《流浪地球2》的现实倒影(一):从量子计算机到MOSS( 二 )



所谓量子计算 , 是指利用量子纠偏原理完成计算任务的新处理方法 。 这一概念在上世纪80年代就已经被提出 。 数十年来 , 产生过离子阱、核磁共振、光子偏振等等构建量子计算机的方案 。 2016年开始 , 全球各国对量子计算机的研究与布局明显加速 , 中、美、欧、俄等国陆续启动了量子计算的国家支持计划 。 而真正让量子计算机跃入大众视野的标志性事件 , 发生在2019年 。
很多人都把2019年称为量子计算机元年 , 或者量子计算应用化元年 。 原因在于 , 这一年谷歌相关团队宣布成功用一台53量子比特的量子计算机Sycamore , 成功实现了量子霸权 , 或者称之为量子优越 。 也就是说 , 谷歌认为自己这台量子计算机 , 已经可以做到经典计算无论如何也做不到的事 。 根据此后相关团队在《自然》杂志发表的论文 , 这台量子计算机只有200秒就完成了超算需要1000年才完成的特定计算目标 。

尽管后来产学各界都对谷歌提出的“量子霸权已来”提出了大量质疑 , 但不可否认的是 , 这确实在量子计算机的发展历史上成为了里程碑事件 , 也极大加速了全球对量子计算机的关注和推动 。
在同一年 , IBM宣布其商用量子计算机已经可以完成交付部署 。 谷歌和IBM在量子计算机领域的你追我赶 , 相爱相杀 , 也是从此时开始的 。 2022年 , IBM放出了新的大招 , 其宣布造出了全球最大的量子计算机 , 拥有433个量子比特 , 性能不仅秒杀前一代产品 , 更是远远超过谷歌的量子计算机 。
或许可以说 , 从2019年到今天 , 大型量子计算机经历了一段高速发展期 。 全球各国的顶尖科技公司与高校、研究机构纷纷布局 , 拿出了一系列成果 。 “量子霸权”也从究竟能否实现的谜团 , 变成了基本可信的各界共识 。
在此期间 , 中国量子计算也经历了高速发展 。 量子计算机“九章”、“祖冲之号”先后问世 。 其中2021年5月 , 中国科技大学开发的66量子比特的“祖冲之号”也明确宣布验证了量子霸权的存在 。 可以说 , 中国今天在量子通信、量子计算机都有布局 , 整体规模和深度仅次于美国 , 在量子卫星、量子通信等部分领域甚至实现了全球领先 。

在这个过程中 , 中国科技企业也没闲着 。 华为、阿里、百度等企业先后从不同角度发力量子计算 , 在量子编程模拟、量子机器学习、量子云、量子芯片等领域进行了多样化的布局 。
目前阶段 , 全球大概有超过250家公司明确发展了量子计算项目 , 有超过20个国家提出了量子计算的支持政策 。
但在基本盘的欣欣向荣中 , 我们也必须正视量子计算机发展的起伏 。 目前虽然有国际竞争和国家政策的整体加持 , 但量子计算是在漫长时间中缺乏商业回馈可能的 。 因此在2019年的整体热度下降之后 , 全球科技巨头对量子计算的商业化追求正在冷却 , 更多是为科研产业与国家项目提供支持 。 一些新兴的量子计算机项目 , 也主要是面向科研机构和高校提供设备支持 。
同时 , 在芯片和计算产业兴旺 , 国家鼓励科技自立自强的大背景下 , 有不少难以描述 , 朦朦胧胧的量子计算机和量子芯片项目快速上马 , 它们的未来也处在未知数当中 。
漫长的量子计算之路
如此说来 , 似乎量子计算机的前景十分光明 。 那实现像电影里那样的量子计算设备 , 是不是稍稍有点盼头了?很不幸 , 答案并非如此 。
无论是量子霸权 , 还是相关的量子模拟、量子机器学习 , 在今天意义基本局限于验证量子计算的可行性 。 也就是说 , 我们还处在验证行星发动机能不能推动月球的阶段 。 而且现实不像电影 , 从可行性验证再到试验机、量产机 , 再到走向商业化 , 期间需要经历漫长时间与无数难以想象的挑战 。