量子计算机：测试完成，实际使用还有很长的路要走

在经典计算中，热量会随着时间的推移而对可能的情况施加限制。在真空管时代，长时间的计算无法完成，因为设备会烧坏。

9 月中旬，由山景城谷歌 AI Quantum 领导的 14 个机构和实验室的科学家撰写的研究论文出现在 NASA 网站上。 （来源：谷歌博客）

政府无需再为获得社交媒体上的安全通信权限而激动自己，因为量子计算机，其 刚刚抵达 , 将使加密安全变得多余。

声称的和有争议的

9 月中旬，山景城谷歌 AI Quantum 领导的 14 家机构和实验室的科学家撰写的研究论文出现在 NASA 网站上，然后神秘地消失了，让科学和数学界焦躁不安。他们的兴奋并非毫无根据，因为报纸声称 量子霸权 - 开发了一种名为 Sycamore 的量子机器，它可以解决经典计算机无法解决的问题，因为实际原因。

在经典计算中，热量会随着时间的推移而对可能的情况施加限制。在真空管时代，长时间的计算无法完成，因为设备会烧坏。现代半导体集成电路也会产生热量，不足以燃烧，但足以减慢速度。谷歌声称 Sycamore 在大约 200 秒内解决了一个问题，而这将使顶级超级计算机需要大约 10,000 年的时间。结果——在神秘消失的论文中——于周三正式发表在《自然》杂志上，证实了自 1980 年代 Paul Benioff、Richard Feynman 和 Yuri Manin 开始讨论以来预期的计算门槛已经被跨越的说法。

与此同时，IBM 的研究人员质疑 Sycamore 的发现，认为经典计算机落后 10,000 年，因为它的配置效率低下。他们认为，踢轮胎和清洁塞子可以缩小拳头之间的差距。在 IBM 复制基准测试之前，这件事仍然悬而未决。根据科学方法，这个问题在它发表自己的发现之前一直是开放的。

多个状态

自从加拿大总理贾斯汀特鲁多阐述 量子计算 对于周界理论物理研究所的一位爱开玩笑的记者来说，没有什么需要解释的了。可以说，虽然经典机器处理由状态 0 和 1 表示的信息位，代表开和关，但量子机器处理量子位或量子位。它们有两个属性可以处理更高数量级的数据——叠加和纠缠。

尽管量子世界和宏观世界的性质根本不同，但可以通过薛定谔的猫的类比来说明，这是一只倒霉的动物，被困在一个盒子里，盒子里有可能致命的东西，比如一罐有毒气体。在粗糙的世界中，我们假设猫一直活着，直到气体释放出来，之后它就死了。但在量子层面，现象只有在被观察到时才会坍缩成一种状态。在所有其他时间，它们以所有可能的状态存在。只有当观察者打开盒子时，才会看到猫是死是活。在所有其他时间，它既死又活，处于叠加状态。此外，如果猫不小心引爆了气体，它的状态和罐子的状态也有着千丝万缕的联系。

这就是纠缠，爱因斯坦称之为远距离幽灵般的作用。两个纠缠在一起的亚原子粒子可能相距数光年，但仍然联系在一起。量子计算机利用这两个特性来实现击败经典机器的速度和计算空间，方法是将数据编码为量子态并对其执行量子运算。

美国加利福尼亚州圣巴巴拉实验室的 Sundar Pichai 和 Google 的一台量子计算机。 （路透社照片）

里程数

量子计算的到来对你我意味着什么？不多。不是马上。因为 Sycamore 只进行了一个基准测试，没有实际使用，谷歌下周无法部署它来实现世界霸主地位。即使它已经证明了量子霸权，这项技术也可能需要数年或数十年的时间才能免费使用。

量子比特只有在低温下才稳定，只有政府和大公司才有希望将量子计算机保留在室内。我们其他人将不得不依赖云计算和软件即服务。例如，如果您想从 Gmail 中破解生活日光，那么这不是最闪亮的装备。

但最初，政府和企业将是量子计算的唯一用户，因为只有他们对它所回答的问题感兴趣。量子计算机由费曼提出，用于模拟量子系统。现在，它将在实验室中用于模拟现实世界中仅在极端条件下才存在的系统，例如大型强子对撞机。

美国加利福尼亚州圣巴巴拉实验室的谷歌量子计算机的一个组件。 （路透社照片）

实验室无需投资大规模基础设施就能够开展前沿工作，而且可能无需跨国家和大洲开展合作。量子计算机对于处理大量数据的任务也很有用。数据挖掘和人工智能以及处理大量数据的科学，从天文学到语言学，将成为主要受益者。

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黑暗的一面

量子计算的阴暗面是它会对密码加密产生破坏性影响，从而保护通信和计算机的安全。加密依赖于非常大的质数，这些质数作为种子生成加密密钥并由对话各方交换。它之所以有效，是因为加密和解密在操作上是非对称的。计算机将非常大的素数相乘比将乘积分解为其组成素数更容易。这种差异使您的 WhatsApp 消息保持私密性，但如果通过指数级强大的计算机来平衡赔率，那么在线隐私将消失。

技术并不总是解决方案。通常，它会产生新的问题，而解决方案在于法律。在社交媒体和人工智能诞生很久之后，现在有对它们进行监管的需求。在量子计算广泛可用之前，为它制定监管框架是谨慎的做法。它是一种变革性技术，其未来在从数据分析到地缘政治的广泛领域的用途无法完全预测。从这个意义上说，它更像是核技术，在广岛之后 23 年，核技术受到不扩散条约的约束。现在对量子计算进行监管，或者至少定义其合法使用的限制会很有用。

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