谷歌：解決問題量子用200秒而超算用萬年！IBM：你胡扯??！

最近，量子計算領域兩大“神仙”因為量子計算的問題發(fā)生激烈交鋒。作為作為量子計算的領頭羊，谷歌聲稱量子計算用200秒可以解決的問題，而超算則需要10000年。

言論一出，這邊量子計算機的另一個核心玩家IBM當即表示看不過去，急于搶坐頭把交椅也要實事求是吧？其直接公開批評谷歌的說法有誤導性，計算方式有bug，現(xiàn)代超算根本不需要花費那么長的時間。

特朗普大女兒伊萬卡官宣：

美國率先實現(xiàn)量子霸權

谷歌在《自然》(Nature)150周年紀念特刊上發(fā)表的一篇論文中正式聲明，其位于加州圣巴巴拉的研究實驗室已經(jīng)實現(xiàn)“量子霸權”，這也是科學家們自上世紀80年代以來一直在努力實現(xiàn)的目標，對于這一成果甚至連特朗普的大女兒伊萬卡都忍不住第一時間發(fā)出賀電。

谷歌發(fā)表在《自然》雜志上的論文談到了一項研究：研究人員使用Sycamore——定制的54量子位處理器進行試驗。谷歌的目標是獲得量子霸權，本質(zhì)上即用量子計算機來處理，普通計算機需要非常長時間才能完成的任務。

谷歌的Sycamore處理器大約需要200秒時間來采樣一個100萬次的量子電路實例，根據(jù)當前的基準測試顯示，即便是最先進的傳統(tǒng)超級計算機，處理同等任務，也需要大約10000年時間。

研究人員在論文中寫道，“與所有已知的經(jīng)典算法相比，速度上的大幅提高是對該計算任務量子霸權的實驗性實現(xiàn)，預示著人們期待已久的計算范例。

”谷歌利用自己的計算機基礎設施以及目前全球最強大的超級計算機Summit，來模擬量子工作并進行推斷。

對于量子霸權，谷歌更傾向于翻譯為量子優(yōu)越性。量子優(yōu)越性就是在未來的某個時刻，功能強大的量子計算機可以完成經(jīng)典計算機幾乎不可能完成的任務。比如在一天之內(nèi)破解原本幾萬年才能破解的密碼、實現(xiàn)通用人工智能、快速模擬分子模型。

谷歌CEO桑德爾·皮猜(Sundar Pichai)還難掩激動地介紹，這就像飛機最初被發(fā)明的時刻，萊特兄弟的飛機第一次只飛了12分鐘，但它證明了飛機飛行的可能性。這是一個歷史性時刻，谷歌也首次透露，已經(jīng)為此埋頭攻堅了13年。

2006年，谷歌科學家Hartmut Neven開始探索一個新的想法，用量子計算來加快機器學習的速度，并催生了谷歌AI量子團隊。2014年，美國物理學會院士John Martinis加入了谷歌，擔任谷歌量子硬件首席科學家，領導構建量子計算機的工作。

兩年后，量子計算理論首席科學家Sergio Boixo在Nature Communications上發(fā)表了相關論文，最終將團隊的工作重點聚焦到了量子優(yōu)勢性計算任務上來。

實際上，在去年10月之前，谷歌在量子優(yōu)越性方面的進展始終有限。然而萬萬沒想到，2018年10月由于加州野火蔓延，谷歌不得不短暫關閉位于圣克拉拉的實驗室，一眾科學家也被迫休假。但就在這期間，反而催生出新思路，然后實現(xiàn)了真正的躍遷。

除了谷歌之外，包括微軟、英特爾、IBM以及谷歌在內(nèi)的許多科技業(yè)巨頭都在爭奪量子計算領域的一席之地。最近一項研究顯示，風險投資家已經(jīng)向探索這項技術的初創(chuàng)企業(yè)投資了超過4.5億美元。

而中國在國家級量子實驗室上投入了4億美元，近年來獲得的量子技術專利幾乎是美國的兩倍。美國政府今年也推出了自己的國家量子計劃(National Quantum Initiative)，承諾在包括計算機在內(nèi)的量子研究領域投入12億美元。

IBM公開質(zhì)疑：“量子霸權”是誤導！

超算解決問題只需要2天半

谷歌的這一表態(tài)卻遭到了IBM公開質(zhì)疑，IBM研究人員稱，量子計算機并不是傳統(tǒng)計算機的“霸權”，因為實驗室所做的實驗旨在實施一種非常具體的量子采樣程序，而沒有實際應用。

IBM博客指出，谷歌在估算經(jīng)典超算需要10000年來計算的估算上出了問題，而IBM的方法可以讓超算在2.5天內(nèi)以更高的保真度完成相同計算任務。這還是“保守的、最壞情況”的估計，其他研究能進一步減少時間。

而谷歌10000年的估算，是基于一個錯誤的假設，即在經(jīng)典計算機中運行問題的量子模擬所需要的RAM會非常高。谷歌用時間來彌補空間的不足，才估計出10000年的時間。

五位IBM研究人員還發(fā)表了一篇論文《Leveraging Secondary Storage to Simulate Deep 54-qubit Sycamore Circuits》來支持其看法。

“量子霸權”的概念展示了量子計算機獨有的資源，比如直接達到糾纏和疊加。但是，經(jīng)典計算機擁有自己的資源，如硬件中的存儲層次結構和高精度計算、各種軟件資產(chǎn)以及廣泛的算法知識庫，在將量子（計算機）與經(jīng)典（超級計算機）進行比較時，利用所有這些功能非常重要。

當與經(jīng)典計算機進行比較時，他們依賴于先進的仿真，該仿真利用了并行性、快速且無錯誤的計算以及龐大的聚合RAM，但未能充分考慮大量的磁盤存儲。

量子真正令人激動的地方在于，宇宙從根本上是以量子方式進行運作的，因此通過量子，你可以更好地理解自然。我們現(xiàn)在仍處于早期，但量子力學的未來是賦予我們模擬分子、分子過程的能力，這將是量子最具優(yōu)勢的領域。

但要真正應用量子卻還有很長的路要走。為了使量子能夠對社會產(chǎn)生積極影響，當前的任務是繼續(xù)構建并推廣更強大的可編程量子計算系統(tǒng)，并且這個系統(tǒng)還應該可以復用且可靠地實現(xiàn)各種量子演示、算法和程序，這是在量子計算機上實現(xiàn)實際解決方案的唯一途徑。

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來源：科技云報道

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