新华社北京３月８日电新闻分析：量子计算“７２变” 量子霸权还有多远

新华社记者黄堃 郭爽

全球关注的量子霸权争夺战本周出现重大进展，美国量子人工智能实验室在洛杉矶举行的美国物理学会年会上发布了７２个量子比特的量子处理器。那么，专家如何看待量子计算已可“７２变”的意义？量子霸权还有多远？

公布信息有限 相信确有进展

量子人工智能实验室由谷歌公司联合美国航天局等成立。该实验室称这款名为“狐尾松”的量子处理器有７２个量子比特，并披露了布局结构等方面的一些信息。

量子比特是量子计算机的基本单位，与传统计算机中每个比特只有０和１两种状态不同，每个量子比特可以处于多个状态，因此量子计算机具有更强大的计算能力。

过去业界认为如能有效操纵５０个左右的量子比特，计算能力就能超过最强大的传统超级计算机，实现相对传统计算机的“霸权”。“狐尾松”处理器拥有“７２变”，被广泛认为能在计算领域“大闹天宫”了。

“但一些报道没有注意到的是，这个芯片的质量参数还没有确定，”阿里云首席量子科学家施尧耘告诉新华社记者，“光看数量是不够的，比如Ｄ－Ｗａｖｅ公司去年就推出了２０４８个量子比特的芯片，但没有这么大反响，故而谈数量时也必须谈质量。”

美国国际商用机器公司（ＩＢＭ）研究院负责认知、区块链和量子解决方案的副总裁罗伯特·苏托尔日前也提出，拥有５０个优质量子比特远远优于拥有２０００个质量欠佳的量子比特。

曾在美国从事量子研究多年的施尧耘说，目前谷歌方面公布的专业信息还不多，但“鉴于该研究组严谨的科学纪律”，相信他们取得了重要进展。

新加坡国立大学量子技术中心从事量子计算研究的郑一聪博士告诉新华社记者，虽然谷歌还只是发了一个新闻公报，没有公布太多具体数据，更没有发表论文，“但从目前的信息来看，谷歌现在应该确实有７２个量子比特的处理器”。

研发或现转折 有望实现“霸权”

郑一聪说：“这７２个量子比特的布局结构是一个非常规范的二维阵列，可以扩展。如果在这种结构上实现了低错误率，则说明可以进一步利用更多的量子比特来进行量子计算。”

此前谷歌发布过９个量子比特的处理器，实现了１％的读数错误率、０．１％的单量子比特门错误率、０．６％的双量子比特门错误率。但量子比特增加到７２个，使得精确控制的难度比以前要大很多，现在谷歌正在争取让７２个量子比特处理器的错误率也降到９个量子比特的处理器的水平。

施尧耘也说：“这可能是量子计算研发的转折点，有可能在这个基础上探索出规模化量子芯片的技术，从而实现量子计算的飞跃，成功研发出真正意义的量子计算机。”

那对于许多人关心的量子霸权问题，“狐尾松”实现这个目标了吗？

谷歌自己的说法是，这种量子处理器有望在未来实现量子霸权。施尧耘认为，相关团队有望在１到２年内让“狐尾松”的错误率降到与９个量子比特的处理器一样。郑一聪认为，这种７２个量子比特处理器确实有实现量子霸权的潜力，在几个月后也许能听到相关消息。

群雄仍在逐鹿 结果难以预估

量子计算在未来有巨大潜力，传统计算机需要算１００年才能破解的问题，量子计算机真正问世后可能只需要１秒钟，这将给保密、金融、材料研发等方面带来深远影响。这正是近来的“量子霸权争夺战”受到广泛瞩目的根本原因。

国际上除了谷歌外，还有ＩＢＭ、英特尔、微软等多家行业巨头在互相竞争。比如ＩＢＭ在去年１１月推出了全球首款５０个量子比特的量子计算机原型机，并于上周公开展示了这一原型机和内部结构图。

中国许多机构也在量子计算领域大力投入，并已取得一些成果。比如中国科学技术大学潘建伟团队在去年实现了多光子可编程量子计算原型机，演示了超越早期传统计算机的量子计算能力。百度８日宣布成立量子计算研究所，成为最新入局的巨头。

可以预见，实现量子霸权，人类计算能力将迎来飞跃。美国市场分析企业“通信业研究员”认为，量子计算机市场未来将迎来巨大商机，其市场收益２０２３年将达１９亿美元，且２０２７年有望升至８０亿美元。

此前业界有观点认为，２０１８年可能会有研究机构实现量子霸权，但目前还没有任何一家机构公开宣称已经达到这个目标。郑一聪说，现在谷歌以“狐尾松”处理器在这场竞争中领先，但最终鹿死谁手难以预测，因为可能会存在一些无法预估的困难，对量子霸权争夺战的结果还需拭目以待。（完）