逛完南京量子计算展厅,我打碎了三个固有印象

上个月去南京出差,顺道拐去了河西的科技展厅歇脚。本来没抱什么期待,没想到误打误撞扎进了量子计算展区。 站在那个一人多高的银灰色低温罐面前,我第一反应是:原来这就是量子计算的真身?网上吹得天花乱坠的黑科技,核心居然要泡在零下两百七十多度的液氦里才能干活。 说实话,我之前对量子计算的所有认知,都来自公众号标题和发布会PPT。这次站在实物跟前,才发现大半认知都是错的。

你这辈子,大概率用不上装在手机里的量子计算

出了展区我就刷到一条推送,说什么“量子计算手机马上量产,五年内取代苹果”。看完笑半天,这纯属蹭热度割韭菜。 现在所有正经投入研究的量子计算,都不是给普通人日常用的。它解决的是传统计算机根本算不动的特殊问题,不是说你刷抖音、发微信、算个购物满减,量子计算能比你现在的硅芯片更快更便宜。恰恰相反,它成本高到离谱,稳定性还差,用来刷抖音纯属大材小用还干不好。 很多人被“量子比电子快”的说法洗了脑,觉得早晚所有电子设备都要换成量子的。根本不是这么回事。两者从根上就是不同赛道的选手,不存在谁完全取代谁,更多是以后各干各的活。
实验室量子计算低温杜瓦罐实拍
实验室量子计算低温杜瓦罐实拍
我在展厅的互动屏上玩了个测试,同样算100以内的加减法,量子计算的演示程序出结果居然比我手里的旧手机慢了半秒。讲解员说这不奇怪,本来就不是干这个的。 不过话说回来,没用在你手机上,不代表它离我们很远。它干的活,早就悄悄影响我们了。

所谓量子优势,说穿了就是解题逻辑变了

讲叠加态、量子纠缠太绕,普通人没必要啃公式。我给你换个说法,一听就懂。 传统计算机算问题,就像你走迷宫,一次只能走一条通道,走不通了退回去换另一条,慢慢试错。迷宫越小,它算得越快,迷宫要是大到铺满整个足球场,传统计算机走到宇宙毁灭都走不完。 量子计算呢?它一次就能把迷宫里所有可能的通道都踩一遍,直接给你把出口找出来。当然它不是百发百中,是按概率出结果,多算几次就能拿到正确答案。就这么点差别,对于那种可能性多到爆炸的问题,直接就是天翻地覆的改变。 比如研发一款新的抗癌药,你得搞清楚药物分子怎么和癌细胞的蛋白结合,这个过程里原子的相互作用,传统计算机模拟一次要几千年。量子计算呢?几天就能出结果。现在已经有研究团队用量子计算模拟过新冠病毒的蛋白酶结构,出了有用的结果,不是瞎吹的噱头。
传统计算机与量子计算解题路径对比示意图
传统计算机与量子计算解题路径对比示意图
再比如密码学,现在我们网上转账用的RSA加密,原理就是大质数分解,传统计算机要把一个几百位的大数分解成两个质数,要算上万年,所以安全。量子计算对着这种问题,天生就有优势,破解起来快得多。所以现在密码学界都在研究抗量子的新加密算法,就是提前铺路。 你看,它不是什么万能神器,就是换了一套解题思路,刚好能搞定以前搞不定的问题。

商用没那么远,也没你想的那么近

商用没那么远,也没你想的那么近
商用没那么远,也没你想的那么近
现在网上两种极端声音特别多,一种说量子计算马上改变世界,五年就革命,另一种说量子计算是骗局,一百年都商用不了。 依我看,两边都错。 现在这个阶段,我们已经有了能用的中等规模量子计算机,虽然量子比特还会受噪声干扰,出错率不低,也还做不到完全纠错,但是已经能用来干不少特定的活了。比如金融机构用量子计算算资产组合优化,找风险最低收益最高的搭配,比传统方法快很多;物流企业算多点配送的最优路线,也能拿到比传统算法更好的结果。这些都是已经落地的小范围商用,不是实验室里的玩具。 当然,要做出来能跑任何程序的通用量子计算机,确实还需要挺长时间,少说得十几二十年,甚至更久。因为要实现完全纠错,需要几百万甚至上千万个稳定的量子比特,现在我们最多也就做到几千个,还差得远。 我最烦的就是那些蹭量子热度收智商税的,什么量子鞋垫、量子养生杯、量子能量水,扯哪门子淡?这些东西跟真正的量子计算半毛钱关系都没有,就是拿个新鲜词骗老头老太太的钱,别交智商税啊! 那天在展厅临走,我看墙上贴了很多研究团队的合影,大部分都是三四十岁的年轻人,没有什么遥不可及的大牛光环,就是一群蹲在实验室啃硬骨头的人。 其实不用急。量子计算改变的不是我们每天拿手机刷视频的习惯,它改变的是基础科研和高端产业的底层逻辑。这些改变会慢慢渗出来,可能十年后你用上的一款新特效药,可能你买的更低利率的理财,背后就有量子计算算出来的结果,你不用碰它,照样能享受到它的好处。 就像你现在不用懂芯片设计,照样用手机上网一样。对吧。

作者|科技

排版|科技

审核|乐乐

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