假如谷歌的“量子优越性”是一场革命，我们还应该知道什么？

另外还有IQP线路、玻色采样的问题。值得一提的是，中科大的相关团队一直在尝试解决光子玻色采样的问题，并处于国际领先地位。且巧合的是在谷歌发布研究的同一天，中科大在在arXiv上公布了他们的最新成果（arXiv: 1910.09930）：20光子输入60*60模式的玻色采样。“论文打破了光子数、模式数、量子态空间三项国际记录，宣称首次达到了百万亿级的输出量子态空间，比之前国际光学同行的工作提高了百亿倍。中国团队有望在光学玻色采样问题上实现量子优越性。”[4]

回到谷歌最新声称的实现“量子优越性”的事情上。为了证明“量子优越性”，谷歌选择了目前世界排名第一的超算“Summit”进行对比。论文中提到他们在自己的量子芯片Sycamore上进行53比特（本来是6×9=54个量子比特，但不幸坏了一个，但因为坏掉的那个在边缘，因此基本上不影响最终实验结果）、20深度的量子随机线路采样，如前面提到的，用时200秒可以采样100万次，且结果的保真度约0.2%；相同的操作在Summit上，谷歌预计要耗时1万年（保真度0.1%）。谷歌也正是基于这种对比而宣称的“量子优越性”。

事实上，从今年6月份便一直有媒体传言谷歌实现了“量子优越性”。但直到9月20日，英国《金融时报》首次有实锤地报道了谷歌“200秒与10000年”的量子优越性的研究，当时引起了圈内人士特别的重视。但谷歌迅速删除了发布在NASA网站上的文章。

但10月21日，在量子计算领域与谷歌有竞争关系的IBM同时发布论文和博客指称，谷歌所谓要花1万年的计算，传统计算机事实上在2.5天内就能完成，也即可能稍微再优化一下算法或硬件的配置，谷歌所谓的“优越性”可能就不再是“优越”了。

黄合良博士解释说：“量子优越性” 代表了两个方面的竞争，一方面量子芯片的比特数和性能不断扩张，在某些问题上展现出极强的计算能力；另一方面，经典算法和模拟的工程化实现也可以不断优化，提升经典算法的效率和计算能力。所以，如果能够提升经典模拟的能力，那么谷歌的量子设备有可能就无法打败最强超算，从而“称霸”失败。实际上这是极有可能的，因为谷歌也无法保证他们在做经典模拟时已经达到了最优，包括他们所使用的薛定谔-费曼算法，以及对超算工程化实现的优化。[4]

在随后谷歌进行的一场媒体沟通会上，面对记者的提问，谷歌AI量子的研究人员表示：“我们已经摆脱了传统计算机的束缚，走向了新的道路。我们欢迎提高仿真技术的建议，尽管对我们来说，在实际的超级计算机上对其进行测试至关重要。”[5]

无论谷歌这次的工作是否真的验证了“量子优越性”，2019年或2020年都将成为量子计算的转折点。近几年，以上提到的各种量子计算机的体系都有很大的进展，例如以谷歌为代表的超导回路的技术体系已经突破了50比特的规模，而离子、原子体系也已经突破了20比特，光子体系突破了18比特纠缠。[4]

图片来源[6]

因此可以预期的是，在接下来的时间里将会有一大批的企业、高校实现“量子优越性”，然后集体奔向下一个目标，即实现具有应用价值的专用量子模拟系统。

（编辑：核心网）

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