上周三傍晚在成贤街蹭了半杯免费的桂花乌龙,邻座两个穿格子衫的男生凑在电脑前敲键盘,其中一个突然拍桌子,说”等量子计算出来,咱们现在跑三个月的分子模拟,一下午就能出结果”。我握着杯子的手顿了顿——桂花的甜香裹着梧桐叶的涩味飘过来,突然觉得这场景特别荒诞。
很多人对量子计算的印象,要么是电影里能穿越时空的黑科技,要么是财经报道里能颠覆世界的下一个风口,但很少有人真的见过实验室里那台笨重、娇贵、动不动就出错的机器,到底长什么样。
你以为的量子计算,和实验室里的量子计算
说白了,你现在用的电脑,不管是能玩3A大作的顶配游戏本,还是超算中心堆了一屋子的机柜,本质上都是在”掰手指头数”——每一个存储单元的状态非0即1,遇到需要遍历所有可能性的题目,就得从第一个数到最后一个,数完为止。量子计算的那点特殊,就在于它的”手指头”能同时举着0和1。

别高兴太早。
我去年底去探访过国内做超导量子计算的实验室,进门要套两层防静电鞋套,走廊里的温度比外面低五度,最核心的设备是个跟家用双开门冰箱差不多大的稀释制冷机,里面的温度比外太空的深空背景还要低几十毫开尔文——为啥要造这么冷的环境?因为稍微有一点热量扰动,那些叠加的量子态就会直接”塌”成普通的0或者1,这种过程在物理上叫量子态塌缩,跟你把沾了水的粉笔往黑板上按,写出来的字直接糊成一团没区别。
很多人以为量子计算的核心是”算得快”,其实根本不是。它更像一个天生就擅长做选择题的学生——遇到需要从无数个选项里找最优解的题,别人还在挨个验算,它扫一眼所有选项就能把范围缩到最小,但要是考你基础的加减乘除,它的做题速度还不如你手里的计算器。
它现在能干嘛?说出来你可能不信
去年有公开的实验数据显示,走在前面的研究团队用50多个量子比特算一个简单的小分子结构,算出来的结果跟实验室实测的数值差了快20%。
你没看错。差20%。
说出来有点好笑,但这就是现在量子计算的真实水平。
别听网上瞎吹什么”量子计算能破解所有密码”,现在的量子机器,连算个稍微复杂点的素数分解都费劲——不是理论路径走不通,是你得有几千个能稳定维持叠加态的高保真比特才行,现在全球范围内的研究团队,也就把几百个比特的相干时间维持到毫秒级,相当于你举着手指头数0和1,数到一半手就酸了,掉下来一个,前面数的全错。

有人之前问我,那它现在有没有真的能用的场景?还真有。比如制药公司找能和病毒靶点结合的小分子,之前是把几万个分子挨个丢进超算里算,现在用量子计算做初步的筛选,能把要算的分子池先缩到几百个——虽然最后还是要靠超算精算,但好歹省了几个月的时间。就像你找钥匙的时候,先把整个屋子的范围缩到客厅,总比从厨房到卧室挨个翻要快。
关于量子计算的几个常见误会
很多人最先想不通的点,就是量子计算会不会把现在的普通电脑淘汰。
怎么可能?
就像你有了个能切菜特别快的菜刀,总不能拿它去敲钉子吧?普通电脑处理文档、刷视频、跑日常程序的效率,比现在的量子机器高一万倍都不止,后者连稳定运行五分钟都难,怎么可能抢你笔记本的饭碗。
还有个更普遍的误会,觉得量子计算是万能的。
它只在需要遍历所有可能性的特定问题上有优势,比如找复杂网络的最优路径、模拟原子级的分子结构、优化跨城市的物流调度,要是你拿它来算今天外卖多久能到,那纯属是把航天飞机开去菜市场买菜,油钱都不够。
我之前跟一个做量子计算的研究员聊天,他说最烦媒体写”量子计算马上就要颠覆世界”的稿子,每次看到都想把手里的稀释制冷机温度再调低两度——因为每一次这种吹得没边的报道,都会让投资人多追着问一句”你们什么时候能出产品赚钱”,而他的团队光把单个比特的操作错误率降下来,就花了整整三年。
上周从成贤街出来的时候,梧桐叶飘到我肩膀上,风已经有秋天的味道了。其实技术的发展从来都不是拍桌子喊一句”马上就成”就能成的。你现在觉得量子计算离你很远,就像三十年前大家觉得互联网离普通人很远一样——那时候的人也想不到,后来会有人在咖啡馆里,对着电脑敲几行字,就能把桂花乌龙的味道传到几百公里外。
哦对,现在的量子计算,大概就相当于1960年代的互联网,几台笨重的机器连在实验室的电缆上,偶尔传几个简单的字符,离走进普通人的生活,还有好长一段路。风一吹,梧桐叶又掉了一片,落在脚边,我突然觉得,没必要急着催它长大。
作者|科技
排版|科技
审核|安然