神威 计算机 量子计算机有多可怕 一秒破译全世界所有密码！(2)

科技巨头混战，量子霸权到底是真是假？

正因量子计算机有很多经典计算机所无法比拟的优点，目前谷歌、IBM、英特尔等科技巨头都已纷纷入局，抢夺高地。而这其中，“50量子比特”成为一个重要门槛。

2017年11月的《自然》杂志采访中，谷歌量子计算专家约翰·马丁尼（John Martinis）提出，当一台量子计算机具有大约50量子比特的时候，其计算能力和速度将超过世界上任何计算机，能解决经典计算机所解决不了的问题。

因此，业内也将达到50量子比特的计算机称为达到了“量子霸权/量子优越性（Quantum Supremacy）”，即50量子比特的量子计算机优于现在市面上的任何一台经典计算机。

那我们到底离“量子霸权”还有多远呢？

一方面，科技巨头们都宣布了不少量子计算领域的技术突破，不少媒体也对此加以渲染，称他们离“量子霸权”只有一步之遥，而另一方面，客观来说这些巨头离达到量子霸权还很远。

实现量子霸权的方式，即做出能超越经典计算机的量子计算机的方式有很多种，包括单光子量子计算、超导量子计算等。

英特尔这个月交付的49量子比特（qubits）超导量子计算测试芯片“Tangle Lake”，这块芯片是英特尔与其学术界合作伙伴QuTech合作完成的，该款芯片是基于超导体，要求非常低的工作温度约-273摄氏度。尽管如此，英特尔还在研究基于更传统半导体的“自旋量子比特”。

据英特尔称，自旋量子比较像一个类似于传统晶体管的单电子晶体管。此外，英特尔还宣称已经开发出一种在300毫米硅晶片上制造自旋量子比特的工艺。虽然英特尔的这款量子芯片非常值得肯定，但是，做出量子芯片和做出量子计算机是有区别的，做出了50量子比特的量子芯片也不意味着能做出50量子比特的量子计算机，而且量子计算机的计算速度也不仅仅是由量子比特数目所决定，同时还应该要保证量子计算机的精度和保真度。

谷歌是最早进军量子计算机的公司之一，在2015年，谷歌约翰·马丁尼团队联合NASA和加州大学圣芭芭拉分校宣布实现了9个超导量子比特的高精度操纵，谷歌当时还宣称将要在2017年年底做成49量子比特量子计算机，不过很可惜，目前还没有关于此事的消息。

2017年11月10日，IBM对外宣布，已经研发成功20量子比特的量子计算机，可在年底向付费用户开放，同时，IBM还成功开发了一台50量子比特的原型机，但是IBM Q研究副总裁达里·奥吉尔（Dario Gil）表示，量子比特数量增加只是一方面，处理的量子比特数越多，量子比特之间的交互就会越复杂，因此，50量子比特的原型机虽然有更多的量子比特，这些量子比特的叠加态、纠缠态也会造成错误率很高的结果，无法保证精度和保真度，所以它不见得会比5量子比特的计算机更实用、更强大。

除此之外，各个巨头还推出了一些量子计算机的开放平台，比如IBM在2017年推出了量子计算服务IBM Q系统（20量子比特量子计算云服务），这个系统的前身是IBM在2016年开放的Quantum Experience系统（5量子比特量子计算云服务），这两个系统可以提供给用户试用IBM公司所造的5量子比特和20量子比特的量子计算机。除了IBM，微软也在2017年12月推出了自己的量子计算机开发包（Quantum Development Kit），可以让用户在其开放平台上，用专用量子计算机编程语言Q#进行编程。

除了科技巨头的参与，初创公司的表现也非常亮眼，在2011年，加拿大初创公司D-Wave推出了具有128个量子比特的D-Wave One型量子计算机，这个初创公司吸引了很的眼球，它使用的是“量子退火”算法（Quantum Annealing），但是，D-Wave One到底算不算真正的量子计算机还存在争论，因为，虽然这种算法确实实现了量子比特，但是量子比特之间基本没有量子纠缠，所以严格来说不能算真正的量子计算机。不过，这款量子计算机确实在一些领域可以超越经典计算机。

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