上海交大金贤敏：实现量子霸权是计算机史上里程碑事件

打地鼠

“我们以为（实现量子霸权要）未来5到15年，但是今年谷歌已经实现了。所以有人说未来已来，其实未来来得比想象得还要快。”上海交通大学物理与天文学院特别研究员 、博士生导师金贤敏在接受第一财经等媒体采访时表示，这或许是人类计算机发展史上的一个里程碑事件。

量子霸权是指量子计算拥有的超越所有经典计算机的计算能力。近期，谷歌实现量子霸权的消息备受关注，在10月29日举行的第二届世界顶尖科学家论坛举办期间，这一话题也不时被提起。

尽管在过去，量子计算都是学术领域的探索对象，但科技巨头却一直希望把它带出实验室，谷歌、IBM、英特尔和微软这些科技巨头是主要玩家。

美国《科学》杂志2016年12月撰文指出，这些科技巨头都在量子计算领域投入数千万美元研发，并选择了不同的量子计算技术，但没有人知道，采用哪种量子逻辑位或量子位能造出实用的量子计算机。该杂志列举了量子计算的几大流派，例如超导回路（Superconducting loops）、离子阱(Trapped ions)、硅量子点(Silicon quantum dots)等。

传统计算机存储并操作由0和1组成的数据，但量子计算机使用的则是量子比特（也称量子位，qubit），利用量子现象来同时表示多个数据。这将使得量子计算机可以用一种完全不同的方式进行计算，在以往只能进行一次运算的时间内实现并行的复杂运算。比如说理论上，2个量子位的量子计算机，每一步可做到2的2次方，也就是4次运算。

美国加州理工学院物理学家约翰·普瑞斯基尔（John Preskill）指出，目前超级计算机系统能完成5到20个量子比特的量子计算机所做的事情，但达到超过49个量子比特后，量子计算机的能力可以远远甩过超级计算机。

金贤敏认为，实现量子霸权的意义在于人类终于能用一个新体制（例如量子计算）打败经典计算机，“哪怕只是一个具体的问题，但它是一个里程碑，是一个起点，比如将来我们可以考虑怎么让具体的模型能够映射到生活中，用来解决一些难题。”

他指出，尽管现在只是解决一个具体的问题，但未来可能做一个通用的可编程的量子计算机，“所以这是大家为什么这么关心量子霸权，因为计算机从上世纪中期开始到现在发展这么长时间，这是百年时间范围出现的一个巨大的进步”。

不过，谷歌声称实现量子霸权，却引来IBM和英特尔的质疑。IBM在一份声明中表示，量子霸权是要做到经典计算机无法做到的事情，但是谷歌并没有充分利用超级计算机的全部能力。谷歌在其论文中称，他们的量子计算机仅需200秒就能解决超算需要1万年才能解决的问题。但IBM认为，这一问题并没有那么难，在优化后超算也只需要2.5天就能解决该问题。

金贤敏告诉记者，谷歌确实有一定的夸大成分，经典计算机用更加聪明的算法用更多的时间也能算，但是谷歌的成果仍然值得尊敬。

金贤敏长期致力于以光量子集成芯片为核心，以量子计算、量子通信和量子存储的芯片化集成的研究和研发。在被问到光量子芯片是否是中国芯片弯道超车机会时，他表示这并不能解决现在电子芯片所面临的困境，“量子芯片是什么？是我们要发展一种新的计算构架，这种新的计算构架不按照以前把系统做得更小，线更细的电子芯片的方式。在这种新的计算构架下，可能计算算力随着它的控制单元个数呈指数增加，量子计算就是其中一种。 ”

他指出，虽然光量子芯片并不能完全弥补目前中国在芯片产业的不足，但是也必须要提前布局，“如果将来有一天量子信息时代真的到来，要是没有布局光量子芯片，那么我们可能将来在量子信息时代，会面临目前芯片产业同样的问题。”

[sub][/sub][sup][/sup][strike][/strike]