谁先赢得"量子霸权"?

谁先赢得"量子霸权"?

近日，美国IBM（国际商用机器公司）宣布成功研制一款50量子位处理器原型。业内专家表示，尽管不清楚该处理器原型的性能细节，但这一事件说明“量子霸权”争夺战正进入关键期，不过量子计算距实际应用仍有距离。

“量子霸权”激烈竞争
过去18个月中，IBM先后对外推出5和16量子位处理器。此次，该公司又宣布成功研制20量子位处理器，其量子位状态（即相干时间）能维持创纪录的90微秒。但更引人注意的是，它还宣布成功构建具有类似性能指标的50量子位处理器原型。
50量子位被认为是量子计算中的一个里程碑。业界讨论中常用的一个词是“量子霸权”，这是指如果量子计算机的计算能力超过经典计算机，就实现了相对于经典计算机的“霸权”。有观点认为，量子计算机在有50量子位后就能实现“量子霸权”。
业界巨头在为这个目标激烈竞争。除了IBM外，谷歌、英特尔和微软等也投入大量研发资金。谷歌一直被视为“领头羊”，已推出9量子位的机器，并宣布将于今年年底前公布49量子位系统。
“IBM发布这一消息是为了赶超谷歌？人们免不了有这样的怀疑，”美国得克萨斯大学奥斯汀分校量子信息中心主任斯科特·阿伦森告诉新华社记者，“大家清楚谷歌和IBM是目前超导量子位技术的两大领先者，它们的水平大致旗鼓相当。”
超导量子计算是实现量子计算的一种方式。就在一个月前，英特尔宣布推出17量子位超导计算测试芯片。中国科学技术大学潘建伟团队曾于今年5月宣布实现10个超导量子比特的纠缠，在基于超导体系的量子计算机研究方面取得突破性进展。
阿伦森说，全球还有其他许多团队在使用不同方法研制量子计算技术，他对接下来一年左右时间可能有某个公司赢得“量子霸权”争夺战而兴奋。
“很显然，建造量子计算机现在是一个世界范围内的竞赛，”阿伦森说，“IBM的宣布并不会使竞赛平息，因为真正的问题不是有多少个量子位，而是能用这些量子位做些什么。”

量子位数量并非全部
IBM宣称的50量子位处理器原型到底处于什么水平？阿伦森说，IBM没有发表任何研究论文，很难知道该处理器原型的技术细节，所以他在表示祝贺的同时，也有一些疑问，包括该处理器原型的相干时间到底是多少？使用了多少量子门？这个系统足以进行“量子霸权”演示吗？
“量子位的数量远不是唯一的关键因素。否则按这个算的话，（加拿大）D波公司已在销售的一个系统已经有2000个量子位了，问题在于这些量子位似乎没有足够好的相干时间，以至于该系统没有任何方面明显胜过经典计算机。”他说。
D波公司的系统与IBM、谷歌等研制的系统完全不同，它无法进行逻辑门运算，相干时间也难以考据，许多研究人员认为称它为量子计算机不妥。
美国马萨诸塞大学研究超导量子电路的助理教授王晨持类似看法。他说，IBM做得怎么样，归根结底还是要看它们的50个量子位连在一起性能如何。
“对于超导量子计算机，印制成千上万个量子位并不是根本性的难点，难点在于如何让它们的量子态精确无误地相互作用，”王晨说，“鉴于IBM没有提供（50量子位原型）任何具体信息，所以我们无法评价。”

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