IBM和谷歌一直在量子计算上搞事情首先,让我们剧情回顾一下
2012年,美国加州理工学院物理学家约翰·普雷斯基尔提出了“量子霸权”的概念,而后,谷歌、IBM、英特尔、微软、亚马逊以及诸多初创公司纷纷开始加大对量子计算的投资和研发IBM和谷歌专注于谷歌量子计算机称霸、微软专注拓扑量子比特的研究、英特尔专注硅量子点技术......总之,竞争是愈演愈烈
2019年10月底,谷歌宣布其名为Sycamore的芯片已经成功实现“量子霸权”即通过在传统电脑上幾乎不可能执行的任务来展示谷歌量子计算机称霸的优势。
但IBM却跳出来亮反对牌其认为,“量子优势”才是量子计算的未来谷歌采用嘚策略有误导公众之嫌。
2019年10月底谷歌宣布了一条让全世界所有的其他传统计算机制造商感到绝望的消息:“Google利用 54 量子比特的 Sycamore 谷歌量子计算机称霸在 200 秒内完成了一个计算,而同样的计算用当今最强大的超级计算机 Summit 执行需要约 10000 年。”
几分钟pick掉1万年谷歌高调宣称这是个重大突破,甚至将它与苏联发射首颗人造卫星或莱特兄弟进行首次飞行相提并论并称掀开了新机器时代的序幕,它将使当今最强大的计算机看起来像过时的算盘
这一消息还在权威科技杂志Nature的官方网站上发表,称这项成就是量子计算领域的重大里程碑事件
在谷歌对外宣称“量子霸权”的一周后,同为计算机巨头的IBM做出了截然不同的回应
IBM表示,谷歌声称的“量子霸权”存有缺陷是谷歌高估了计算项目的难喥,谷歌号称经典计算机需要一万年执行的任务其实只要2.5天就能完成。
而且IBM认为实际上,在那个演示中使用的程序根本没有任何用途它生成随机数字,这不需要谷歌量子计算机称霸也能做到但是,它以一种传统计算机很难复制的特殊方式生成它们从而建立了概念證明。
IBM还呼吁业界都引起质疑:“我们敦促业界用质疑的态度来对待这一历史上的首次‘宣称’即谷歌量子计算机称霸能够实现经典计算机不能实现的任务。”
在IBM向“量子霸权”提出质疑的同时IBM也向外界发出声音:他们一直致力于实现“量子优势”——针对真实的应用場景,展现出量子计算超越经典计算的能力IBM认为应该在一个真实应用场景,比如金融服务、AI、化学中来对比谷歌量子计算机称霸和经典计算机的工作,而“量子优势”正是基于此点针对真实的应用场景而研发的。
回到量子霸权传统的计算机比特的存储状态非常死板,只能是1和0但是量子比特就任性许多了,它可以处于即是1又是0的叠加状态如果传统比特和量子比特一起爬楼梯的话就会出现这样的情況:传统比特在上一级台阶时,量子比特跨了两级传统比特上两级时,量子比特跨了四级等传统比特上到一层楼的时候,量子比特已經站在十八层的楼顶了这个速度优势可以说是碾压性的。
在谷歌Sycamore芯片上以53个量子比特来存储所有的信息将需要大约72PB(720亿GB)的传统计算機内存。不需要太多的量子比特其计算和存储能力就可以与星球大小的传统计算机相媲美。
当然量子比特并非没有缺点。由于量子比特脆弱且易受干扰因此必须与热量、振动和杂散的原子完全隔离,因此才有了谷歌量子实验室里的“枝形吊灯”冰箱即便如此,它们朂多也只能工作几百微秒然后就会“退化”(decohere),失去叠加状态
在实验中,谷歌选择了一个叫做“随机量子电路采样”的基准测试咜产生了数百万个随机数字,但带有轻微的统计偏差而这正是量子算法的特点。如果Sycamore是个袖珍计算器它就相当于随机按下按钮,然后檢查显示器是否显示了预期的结果
那么IBM反对的是什么呢?IBM认为Google用来演示量子霸权的算法是毫无意义的,它不解决也压根不打算解决任何问题。它的目的是为了展示量子计算的潜力
许多外界的人认为,IBM这种拒绝将“量子霸权”视为重大成就的做法近乎固执但IBM也依然堅信量子优势不仅要体现出计算能力的碾压,还得是有用的换句话说,量子优势的实现要能够催生出商业价值。
麻省理工学院物理学镓威尔·奥利弗(Will Oliver)说不管你是同意谷歌的立场还是IBM的立场,下一个目标都是明确的也就是建立可以做些有用事情的谷歌量子计算机稱霸。人们希望这些机器有一天能够解决更多问题,这些问题现在需要更强大的计算能力比如模拟复杂分子以帮助发现新药和新材料,或者实时优化城市交通流量以减少拥堵或者进行长期的天气预报。
所以说量子霸权和量子优势,不仅仅是措辞上的不同甚至也不昰科学上的分歧,而是在商业立场上的对立无论是IBM还是谷歌,甚至其他大小科技公司量子计算一直是热门押宝对象。
而不管位于霸主哋位的IBM和谷歌如何同台竞赛谷歌量子计算机称霸商业化进程的不断加速都在日益昭示着传统计算机硬件行业的重新洗牌。