Google在《自然》雜志上發(fā)表的一篇論文中聲稱已經(jīng)證明了一種稱為“量子至上性”的東西。這將標(biāo)志著新型計算機(jī)(稱為量子計算機(jī))的發(fā)展中的一個重要里程碑，該計算機(jī)可以比傳統(tǒng)的“經(jīng)典”計算機(jī)更快地執(zhí)行非常困難的計算。

但是IBM的一個團(tuán)隊發(fā)表了自己的論文，聲稱他們可以在現(xiàn)有的超級計算機(jī)上復(fù)制Google的結(jié)果。

盡管Google vs IBM可能是個好故事，但兩家全球最大的科技公司之間的分歧卻分散了兩個團(tuán)隊工作背后的實際科學(xué)技術(shù)進(jìn)步。

盡管聽起來聽起來不錯，但即使超過量子至上的里程碑也并不意味著量子計算機(jī)即將接管。另一方面，接近這一點(diǎn)對技術(shù)的未來具有令人興奮的意義。

量子計算機(jī)代表了一種處理數(shù)據(jù)的新方式。量子計算機(jī)沒有像傳統(tǒng)計算機(jī)那樣像0或1那樣將信息存儲在“位”中，而是使用量子物理學(xué)的原理將信息存儲在“量子位”中，這些信息也可以同時處于0和1的狀態(tài)。從理論上講，這使量子機(jī)器比傳統(tǒng)計算機(jī)快得多地執(zhí)行某些計算。

2012年，約翰·普雷斯基爾(John Preskill)教授創(chuàng)造了“量子至上性”一詞，用以描述量子計算機(jī)變得足夠強(qiáng)大以執(zhí)行傳統(tǒng)計算機(jī)在合理的時間范圍內(nèi)無法執(zhí)行的某些計算任務(wù)的時候。他故意不要求計算任務(wù)是有用的。

量子至高無上是一個中間的里程碑，在構(gòu)建大型通用量子計算機(jī)之前，它就已經(jīng)瞄準(zhǔn)了很長時間。

Google小組在其量子至上性實驗中，執(zhí)行了這些困難但無用的計算之一，并對隨機(jī)選擇的量子電路的輸出進(jìn)行了采樣。他們還對世界上功能最強(qiáng)大的經(jīng)典超級計算機(jī)Summit進(jìn)行了計算，估計完全模擬這種量子計算將花費(fèi)10,000年的時間。

IBM團(tuán)隊提出了一種在Summit計算機(jī)上模擬Google實驗的方法，他們估計只需兩天，而不是一萬年。

隨機(jī)電路采樣沒有已知的實際用途，但是有很好的數(shù)學(xué)和經(jīng)驗原因認(rèn)為很難在經(jīng)典計算機(jī)上進(jìn)行復(fù)制。更準(zhǔn)確地說，對于量子計算機(jī)用于執(zhí)行計算的每個其他量子位，經(jīng)典計算機(jī)將需要將其計算時間加倍才能執(zhí)行相同的操作。

IBM論文并未挑戰(zhàn)這一指數(shù)級增長。IBM團(tuán)隊所做的就是找到一種交易，以增加內(nèi)存使用量，從而縮短計算時間。

他們使用它來展示如何通過利用該機(jī)器的大量內(nèi)存資源將Google實驗的模擬壓縮到Summit超級計算機(jī)上。(他們估計，模擬Google實驗所需的內(nèi)存相當(dāng)于大約1000萬個常規(guī)硬盤驅(qū)動器。)

較大的量子電路可以執(zhí)行與大量經(jīng)典計算內(nèi)存相同的計算。尤爾卡(Yurchanka Siarhei)

53位數(shù)的Google實驗正好可以經(jīng)典地模擬。IBM的新算法可能會將計算帶入世界上最大的超級計算機(jī)的范圍內(nèi)。但是再增加幾個量子比特，計算將再次超出范圍。

Google論文對此進(jìn)行了預(yù)測，并指出：“我們預(yù)計最終將實現(xiàn)比此處報告的更低的仿真成本，但我們也希望大型量子處理器的硬件改進(jìn)將始終超過仿真成本。”

這個實驗是僅是世界上功能最強(qiáng)大的經(jīng)典超級計算機(jī)可以達(dá)到的范圍，還是僅此而已，并不是真正的重點(diǎn)。“至上”一詞在某種程度上具有誤導(dǎo)性，因為它暗示了量子計算機(jī)在所有方面都可以勝過傳統(tǒng)計算機(jī)的觀點(diǎn)。

實際上，這只是意味著它們可以在某些方面勝過傳統(tǒng)計算機(jī)。而且那可能是沒有實際應(yīng)用的人工演示?；叵肫饋?，術(shù)語的選擇可能是不幸的(盡管Preskill最近寫了對此的合理辯護(hù))。