量子计算72变量子霸权来了？

全球关注的量子霸权争夺战本周出现重大进展，美国量子人工智能实验室在洛杉矶举行的美国物理学会年会上发布了72个量子比特的量子处理器。

过去业界认为，如能有效操纵50个左右的量子比特，计算能力就能超过最强大的传统超级计算机，实现相对传统计算机的“霸权”。那么，专家如何看待量子计算已可“72变”的意义？这是否意味着已经实现量子霸权了？突破“狐尾松”72变 量子计算迎转折

量子人工智能实验室由谷歌公司联合美国航天局等成立。该实验室称这款名为“狐尾松”的量子处理器有72个量子比特，并披露了布局结构等方面的一些信息。

新加坡国立大学量子技术中心从事量子计算研究的郑一聪博士说：“这72个量子比特的布局结构是一个非常规范的二维阵列，可以扩展。如果在这种结构上实现了低错误率，则说明可以进一步利用更多的量子比特来进行量子计算。”

此前谷歌发布过9个量子比特的处理器，实现了1％的读数错误率、0.1％的单量子比特门错误率、0.6％的双量子比特门错误率。但量子比特增加到72个，使得精确控制的难度比以前要大很多，现在谷歌正在争取让72个量子比特处理器的错误率也降到9个量子比特的处理器的水平。

阿里云首席量子科学家施尧耘也说：“这可能是量子计算研发的转折点，有可能在这个基础上探索出规模化量子芯片的技术，从而实现量子计算的飞跃，成功研发出真正意义的量子计算机。”

争夺

量子计算大商机 全球竞逐白热化

量子计算在未来有巨大潜力，传统计算机需要算100年才能破解的问题，量子计算机真正问世后可能只需要1秒钟，这将给保密、金融、材料研发等方面带来深远影响。可以预见，实现量子霸权，人类计算能力将迎来飞跃。美国市场分析企业“通信业研究员”认为，量子计算机市场未来将迎来巨大商机，其市场收益2023年将达19亿美元，且2027年有望升至80亿美元。这正是近来的量子霸权争夺战受到广泛瞩目的根本原因。

目前，全球范围内对量子霸权的竞逐已进入白热化阶段。

国际上除了谷歌外，还有美国国际商用机器公司（IBM）、英特尔、微软等多家行业巨头在互相竞争。比如IBM在去年11月推出了全球首款50个量子比特的量子计算机原型机，并于上周公开展示了这一原型机和内部结构图。

中国许多机构也在量子计算领域大力投入，并已取得一些成果。比如中国科学技术大学潘建伟团队在去年实现了多光子可编程量子计算原型机，演示了超越早期传统计算机的量子计算能力。百度8日宣布成立量子计算研究所，成为最新入局的巨头。焦点“狐尾松”仍存疑 谁能争雄待定

业界此前认为，如能有效操纵50个左右的量子比特，计算能力就能超过最强大的传统超级计算机，从而实现相对传统计算机的“霸权”。

有观点认为，2018年可能会有研究机构实现量子霸权，但目前还没有任何一家机构公开宣称已经达到这个目标。

“狐尾松”处理器拥有“72变”，被广泛认为能在计算领域“大闹天宫”了。

谷歌自己的说法是，这种量子处理器有望在未来实现量子霸权。施尧耘认为，相关团队有望在1到2年内让“狐尾松”的错误率降到与9个量子比特的处理器一样。郑一聪表示，这种72个量子比特处理器确实有实现量子霸权的潜力，在几个月后也许能听到相关消息。

施尧耘告诉记者，“光看数量是不够的，比如D－Wave公司去年就推出了2048个量子比特的芯片，但没有这么大反响，故而谈数量时也必须谈质量。”

IBM研究院负责认知、区块链和量子解决方案的副总裁苏托尔日前也提出，拥有50个优质量子比特远远优于拥有2000个质量欠佳的量子比特。

郑一聪说，现在谷歌以“狐尾松”处理器在这场竞争中领先，但最终鹿死谁手难以预测，因为可能会存在一些无法预估的困难，对量子霸权争夺战的结果还需拭目以待。

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什么是量子比特

在传统计算机里，存储的信息单位是比特（bit），比特使用二进制，也就是说一个比特表示的不是“0”就是“1”。

量子比特（qubit）是量子计算机的基本单位，与传统计算机中每个比特只有“0”和“1”两种状态不同，每个量子比特可以处于多个状态，可以表示“0”，也可以表示“1”，甚至还可以是“1”和“0”的叠加状态，即同时等于“0”和“1”，因此量子计算机具有更强大的计算能力。

除此之外，两个量子比特还可以共享量子态，无论这两个量子比特离得多远，也就是所谓的“量子纠缠”。什么是量子霸权

“量子霸权”是美国加州理工学院物理学家约翰·普瑞斯基尔发明的名词，用来表示“在存储和通信带宽呈指数级增加后，量子计算机拥有传统超级计算机所不具有的能力”，将让超级计算机望尘莫及。

传统电子计算机运算能力随特位的增加呈线性增长，则量子计算机运算能力随量子比特位的增加呈指数增长。理论上，2个量子比特的每步可做2的2次方，也就是4次运算，50量子比特的运算速度（2的50次方=1125亿亿次）将秒杀传统最强超级计算机，目前世界最强超级计算机是中国的“神威·太湖之光”，其运算速度是每秒9.3亿亿次。 （综合新华社电）

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