計算機行業(yè)即將迎來一場量子革命

我們對新技術(shù)的迷戀似乎總是遵循著同樣的軌跡：我們時而著迷，時而崇拜，時而失望，時而沮喪，最終得到的滿足比我們最初想象的要少。1954年，德州儀器公司宣稱其新型晶體管將使“電子‘大腦’在應(yīng)用范圍和可靠性上接近人類大腦”。2000年，美國總統(tǒng)比爾·克林頓宣布，人類基因組計劃將帶來這樣一個世界：在這個世界里，“我們孩子的孩子將只知道Cancer這個詞的意思是一個星座（即巨蟹座）?！爆F(xiàn)在，量子計算也是如此。

大眾媒體充斥著吹捧量子計算的前景的文章。科技巨頭正在投入大量資金建造原型。你會明顯感覺到計算機行業(yè)即將迎來一場量子革命。

但并不是每個人都相信量子計算能夠在某些技術(shù)支持者希望我們相信的時間范圍內(nèi)解決現(xiàn)實世界中的問題。事實上，許多參與其中的研究人員承認(rèn)，炒作已經(jīng)失控，他們提醒說，量子計算可能需要幾十年的時間才能發(fā)展成熟。

理論物理學(xué)家Mikhail Dyakonov在約菲研究所（Ioffe Institute，位于俄羅斯圣彼得堡）做了多年研究，現(xiàn)在在法國的蒙彼利埃大學(xué)工作。他的懷疑甚至更多。在“The Case Against Quantum Computing”一文（https://spectrum.ieee.org/computing/hardware/the-case-against-quantum-computing）中，他闡述了其觀點，即在可預(yù)見的未來，實用的通用量子計算機不會被制造出來。

正如你所料，他的文章在網(wǎng)上發(fā)表后引起了一些爭議。但事實證明，在他準(zhǔn)備那篇文章時，由美國國家科學(xué)院、工程院和醫(yī)學(xué)院組成的一個專家委員會也在努力解決同樣的問題。

該委員會將提供“一份獨立的評估報告，評估創(chuàng)建能夠解決現(xiàn)實問題的功能性量子計算機的可行性和影響……”，這是為了估算“所需的時間和資源，以及如何評估成功的可能性”。

接受挑戰(zhàn)的專家包括加州大學(xué)圣巴巴拉分校的John Martinis，他是Google量子硬件項目的負責(zé)人；芝加哥大學(xué)的David Awschalom，他曾領(lǐng)導(dǎo)UCSB的自旋電子學(xué)和量子計算中心；還有加州大學(xué)伯克利分校的Umesh Vazirani，他是伯克利量子信息與計算中心的聯(lián)合主任。

值得贊揚的是，在去年12月發(fā)布的報告中，他們沒有粉飾困難，而是恰恰相反。

該委員會得出的結(jié)論是，在未來的十年里，有人能制造出一種能夠破壞公鑰密碼系統(tǒng)的量子計算機（量子計算機在理論上特別適合于解決這個問題），這將是“非常出乎意料的”。委員會說，雖然在這個時間框架內(nèi)將建造能力較弱的“有噪聲的中等規(guī)模量子計算機”，但“目前還沒有已知的算法/應(yīng)用程序能夠有效利用這類計算機”。

好吧，如果不是十年，那么多久？委員會委員會不準(zhǔn)備對任何概算作出承諾。Proceedings of IEEE在今年1月份刊出了一篇專門討論量子計算的評論文章（標(biāo)題為“An Outlook for Quantum Computing”），其作者也同樣不愿做出具體預(yù)測。所以答案是：沒有人真正知道。

然而，在這一領(lǐng)域工作的人們對最近在概念驗證性設(shè)備上取得的進展以及這項研究的前景感到非常興奮。毫無疑問，他們認(rèn)為技術(shù)障礙比Dyakonov總結(jié)得更容易處理。所以當(dāng)你看到他們的觀點出現(xiàn)在IEEE Spectrum時也不要感到驚訝。