你在奶茶店刷手机的时候,实验室里的量子计算正在算什么?

上周挤着去参加南京鼓楼区那个老科学会堂的开放日,本来是冲着免费领的周边帆布袋去的,结果在展厅里站了快两个小时。

进门第一波人围在最中间的那台大机器旁边,七嘴八舌问的问题全是“这机子算一次要多少钱”“比咱们国家的超级计算机快多少倍”。穿藏青色实验服的讲解员是个留板寸的博士生,手里攥着半瓶喝剩的冰红茶,听完问题也不绕弯子,直接上来就拆误区。

你以为的“更快的超级计算机”,从根上就错了

好多人对量子计算的第一印象,就是把普通计算机的速度拉满。

错了。

不是“更快的计算机”,而是换了一套解题逻辑。

他举了个特别通俗的例子:普通计算机解复杂问题,就像蒙着眼走迷宫,每次只能选一条路往前走,撞了南墙就退回来换一条,哪怕是现在最厉害的超级计算机,也不过是多找了几百个蒙着眼的人同时探路,本质还是挨个试错。量子计算的思路完全不一样——它从一开始就把迷宫里所有可能的路径同时摊在台面上,根本不需要一步步试。

太疯了。

我盯着他指的那个银闪闪的大金属腔看了半天,才知道那里面藏着整个装置最核心的部分。那层金属壳不是为了好看,是为了隔绝所有外界的热扰动、震动、电磁波干扰,里面的核心芯片要待在20毫开尔文的工作温度下——比外太空星际空间的背景温度还要低一百多倍。稍微漏进去一点热量,那些承载信息的量子态就会像被戳破的肥皂泡一样,瞬间碎得没影。

低温真空腔里的量子计算芯片实物图
低温真空腔里的量子计算芯片实物图

他说这话的时候,我甚至下意识放轻了呼吸。隔着两层真空层我当然碰不到里面的芯片,但就是会忍不住怕自己动静太大,惊到那些飘在极低温里的量子态。

现在的量子计算,离“取代手机”还差得远

展厅里有个穿校服的高中生,攥着笔记本追着问,什么时候能把自己的笔记本换成量子款,打游戏能加载得更快。

板寸博士生听完直接笑出了声。

你总不能把一整个比双开门冰箱还大的制冷机组,塞到书包里带去上课吧?

说真的,现在大家能在实验室里摸到的量子计算装置,全是“专用机”——根本不是什么万能的通用计算机。它就像个偏科到离谱的特长生,只有在遇到特定问题的时候,才能发挥出比普通计算机强得多的能力,比如算清楚某个复杂分子的结构,看看哪种催化剂能把二氧化碳高效转化成燃料,或者模拟出新药分子和人体蛋白结合的状态。这些问题,普通计算机哪怕攒上几万台服务器,可能算上几十年也摸不到准确答案,但量子计算能在几小时内给出参考结果。

千万别信那些标题写着“量子计算即将颠覆全行业”的稿子。写那些稿子的人,大概率连实验室的门朝哪开都不知道。现在的量子计算机,算个两位数的乘法都要反复校准半天,离能流畅跑个办公软件的水平,差得不是一点半点。

普通家庭电脑CPU与量子计算芯片尺寸对比图
普通家庭电脑CPU与量子计算芯片尺寸对比图

他给我们指了指旁边展柜里摆的芯片样品:你看这一小块芯片,上面刻着几百个量子比特,但真正能稳定用来计算的,可能也就几十个。稍微有点外界干扰,计算结果就飘了。现在的状态,说好听点是莱特兄弟在小山坡上飞的那架动力滑翔机,说直白点,连稳定飞十分钟都还做不到。

那些被传得神乎其神的“量子优势”,其实根本没离我们的生活更近

开放日快结束的时候,有个退休的化工系大爷挤到前面,问了个比高中生实在得多的问题:能不能用量子计算算出来那种能快速降解的塑料分子,别再飘到海里堵鲸鱼的胃。

博士生说现在还不行,但大概再过二三十年,等通用量子计算真的做出来了,这种问题真的能算得很快。到时候搞材料的人不用在实验室里熬上三五年,一次次合成新样品试错,对着算出来的分子结构直接做验证就行,能省下来不知道多少时间。

我之前刷到过好多渲染焦虑的帖子,说量子计算马上就能破解所有互联网密码,到时候大家的存款、聊天记录全要裸奔。

没必要焦虑。

真要到量子计算能轻松破解现有加密体系的那天,我们现在用的密码协议早就换了不知道多少轮了。就像当年汽车发明的时候,没人会担心马车跑太慢被淘汰——所有配套的东西本来就会跟着技术慢慢迭代,哪有什么突然砸下来的“颠覆”。

那天从会堂出来,我在楼下的便利店买了杯冰美式,风卷着梧桐叶吹过来的时候突然反应过来,我们总把量子计算讲得像个从天而降的外星魔法,其实根本不是。它就是一群每天泡在实验室里的科研人员,盯着屏幕上跳来跳去的量子态数值,一点点校准机器的参数,跟我们平时做项目抠细节、改方案没什么区别。

有人问我,现在普通人需要为量子计算的到来做什么准备吗?

说实话,啥也不用。

你该刷短视频刷短视频,该约朋友吃火锅就吃火锅,等它真的能帮我们把新能源电池的续航提一倍,能把治疑难杂症的新药研发周期缩短一半的时候,你自然会感受到它的用处。

毕竟技术从实验室走到日常的路,从来都不是一步跨过去的。

作者|科技

排版|科技

审核|阿辰

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