上周在河西的软博会转了一下午,脚酸。
拐到三号馆尽头的量子计算展台时,我本来只想蹭个空调。结果刚站定,就听见穿藏青西装的讲解员举着激光笔喊:“大家知道吗,现在的量子计算,算一道超算要跑一百年的题,只要四分钟!”
周围举着手机拍视频的人一片哇然。我盯着屏幕上滚来滚去的彩色粒子,差点笑出声。
哪有那么神。
你看到的“量子演示”,大半是在玩文字游戏
很多人在展会上看到的量子计算演示,本质上和你打开一个网页在线PS没区别。你以为屏幕上的动画是展台那台接了电源线的演示机算出来的,实际上那个所谓的“量子计算任务”,是通过专线传到几百公里外的实验室里的超导量子处理器上,等那边算完了,把结果回传到展台屏幕上放个动画给你看。
中间的延迟、计算的出错率、实际跑了多少个有效量子比特,这些细节,讲解员是不会主动说的。
我之前碰到过一个展台,把经典超算跑模拟的过程,套上了量子计算的特效,对着观众吹了半小时,最后被路过的一个实验室工程师当面戳穿,尴尬得连激光笔都拿反了。

说穿了,现在的量子计算行业还在早期,根本没有面向普通消费者的成熟产品,所有能让你上手“体验”的演示,多少都带点包装的成分。你要是真信了展台上说的“明年就能用上量子电脑”,那大概率是要交智商税的。
冷到比外太空还低的芯片,到底是怎么“算账”的
我第一次去合肥的实验室参观的时候,盯着那个两层楼高的稀释制冷机看了十分钟。第一反应是:这哪是电脑啊,这分明是个套了多层金属壳的巨型冰箱,连开门都要三个工程师拧半天螺栓,生怕漏进去一点热气。
普通的电脑芯片,靠半导体上的开关通断代表0和1,就像你家里的电灯,要么亮要么灭,每次只能存一个确定的状态。但量子计算用的芯片,得放到那个巨型冰箱里,抽到比月球表面还空的真空环境,冷到比宇宙背景温度还低两三倍——只有在这种极端条件下,芯片里的超导线圈才能进入量子状态。
这时候的电子,就不再是“要么动要么不动”的确定状态了,它能同时处在两种状态的叠加里,也就是大家常说的叠加态。这就像你抛一枚硬币,在它落到手背上定下来之前,既不是正面也不是反面,是同时带着正反两种可能性的悬浮状态。

我之前总觉得这种状态太反常识,直到工程师给我举了个例子:你要在一个有一万个岔路口的迷宫里找出口,普通电脑的找法,是一个岔路一个岔路挨个试,试到对的为止。但处于叠加态的量子比特,相当于同时把所有岔路都走一遍,直接把离出口最近的那条路挑出来。
听起来很厉害对吧?
但这里有个最关键的问题——这种叠加态太脆弱了。旁边过个卡车带来的震动,制冷机里飘了千分之一度的温度,甚至实验室窗外打了个闪电,都能让量子比特从叠加态“塌缩”成普通的0或者1,之前算的所有东西全作废。
别等量子电脑替换你的笔记本,它根本不是干这个的

说实话,我之前也被网上的科普内容带偏过,刚接触量子计算的时候,半夜爬起来给做程序员的朋友发消息,说以后你写的代码都要被量子机破解了。结果他翻了个白眼回我:“等这玩意真能破解现在的加密体系,我都退休抱孙子了,你操心这个还不如操心下明天的需求会不会改。”
现在很多人对量子计算的误解,就是觉得它会像当年的晶体管一样,越做越小,最后塞到你的笔记本里,把PS的渲染速度提十倍,把游戏帧率拉满。
根本不是。
量子计算从根上就不是用来干这些日常任务的。它的长处,从来不是算加减法比你家电脑快,而是处理那些需要在海量可能性里快速匹配最优解的问题。比如给新药做分子建模,算一下哪种分子组合能精准靶向癌细胞,把现在要跑好几年的分子模拟时间压缩到几个月;比如优化电网的输电调度,减少高峰期的电能损耗;再比如设计更高效的太阳能板材料,把光电转换的效率往上提几个百分点。
现在行业里最头疼的,根本不是堆多少个量子比特,是怎么把量子比特保真度压到能实用的程度。上次在实验室听工程师吐槽,说有次他们在制冷机旁边放了个微波炉,一热午饭,屏幕上的比特保真度直接掉了20个百分点。你想啊,你拿个计算器按等于号,出来的结果有两成概率是错的,你敢用它算房贷吗?
难。
不是堆钱就能解决的难。
你要把成千上万个量子比特,每个都精准控制在叠加态里,还要保证它们之间的纠缠不被外界的一丁点扰动破坏——这就像你在狂风里,同时转好几十个生鸡蛋,每个都不能破,还要让它们转的方向完全一致。
上次从软博会走的时候,我在展台的角落看到个小孩,趴在护栏上盯着屏幕上转的彩色粒子,问他爸爸:“这个以后能帮我写作业吗?”
他爸爸笑着揉他的头,说能。
我站在旁边没说话。
其实哪需要那么急着让它写作业啊。
现在的量子计算,就像刚被发明出来的电子管,大得占满整个房间,算个加减法都要半天,动不动就烧坏。但谁知道呢,再过个几十年,说不定真的能帮我们解决现在根本啃不动的难题——比如怎么把可控核聚变的反应稳定下来,怎么把沙漠里的空气和水合成粮食,怎么把那些飘在地球轨道上的太空垃圾精准推回大气层。
只是现在啊,真的别信那些吹得神乎其神的广告。
它还在爬呢。
作者|科技
排版|科技
审核|小准