量子霸权论文正式发表
可能是可以带来很大的学术风波吧。所以就很关注了。
在200秒时间内，76个光子穿过中国科学技术大学潘建伟团队精心构筑的光学网络，完成了5000万个样本的高斯玻色采样。而同样一道数学题交给世界上最顶尖的超级计算机，需要6亿年。
这个于12月4日揭开面纱的光量子计算模型机名为“九章”，是世界上第二次达到加州理工学院教授普雷斯基尔提出的“量子霸权”（Quantum supremacy）标准的量子计算实验。“量子霸权”亦称为“量子优越性”（Quamtum advantage），即量子计算机在特定问题上超越世界上性能最好的经典计算机。
事实上，中科院院士潘建伟早在9月份的西湖大学公开课演讲上就曾“剧透”过这一成果。他当时表示：“近期已经完成50个光子的高斯玻色采样，按照现在的初步估计和数据分析，应该能够比谷歌的量子优越性大概快100万倍。”
世界上首个宣布实现量子优越性的是美国谷歌公司。2019年，谷歌使用了53个超导量子比特制作了一台名为Sycamore的处理器，运行随机量子线路进行采样，耗时约200秒可进行100万次采样。而最强超算、 美国橡树岭国家实验室Summit计算机得到同样结果需要花上一年，差距约十亿（10的9次方）倍。
而这次，潘建伟团队构筑的“九章”与顶级超算的差距超过了百万亿（10的14次方）倍。
当然，潘建伟团队的光量子计算机和谷歌的超导量子计算机路径不同，任务也各有所长。玻色采样和随机路线采样分别是两者最擅长的问题，而且目前还不具备实际应用意义。
可以说，量子优越性是以量子计算机之长，比超算之短的“表演赛”，并不意味着经典计算机就要被淘汰了。不过，量子优越性确实是关键的里程碑，为未来量子计算机走向实用性问题奠定基础。
实现量子优越性也需许多理论与工程难题，相关知识技术更是具备丰富的潜在价值。那么，玻色采样究竟是一个怎样的问题？潘建伟团队如何取得了此次突破？
相关论文题为《基于光子的量子计算优越性》（Quantum computational advantage using photons）、于北京时间12月4日03：00发表在世界顶级学术期刊《科学》（Science）上。
论文摘要显示，研究团队将50全同单模压缩态输入100模式超低损耗干涉线路，利用100个高效单光子探测器进行高斯玻色采样，输出态空间维度达到了10的30次方，采样速率比最先进的超级计算机要快上10的14次方倍。
什么是玻色采样？
我们知道，在设计建筑、飞机的时候，工程师们需要用计算机来进行各种计算和模拟。而如果我们要研究的是微观世界的“量子建筑”呢？
其中微观粒子复杂的变化和相互作用，远远超过了经典计算机的能力范围。最好，是用量子的方式来模拟量子问题。
这就是著名物理学家理查德·费曼在1980年代提出的量子计算机构想：“自然不是经典的，如果你想对自然进行模拟，那么你最好把计算机给量子化。”
大家普遍认为，玻色采样就是这样一个适于量子计算机发挥的任务。它是将非经典光输入线性光学网络后，用单光子探测器来探测输出光子的数量、路径和纠缠态，其结果是高度随机的。
我们可以借助研究随机分布的“高尔顿钉板”实验来理解玻色采样。
一颗直径略小于两颗钉子间距的小圆球在钉板上向下滚落，碰到钉子后皆以1/2的概率向左或向右滚下，接着又碰到下一层钉子。如此继续下去，直到从底板的一个出口滚出为止。把许多同样的小球不断从入口处放下，只要球的数目相当大，它们在底板将堆成近似于正态的密度函数图形，即中间高，两头低，呈左右对称的古钟型。
而在玻色采样问题上，全同光子就是小球，分束器就是钉子，线性光学网络就是钉板。当一束光通过分束器时会被分成两束强度较低的光，一束透射，另一束反射。计算在n个全同玻色子经过网络后，特定一种输出结果的概率（例如输入3个光子后，分别在1号、3号、4号“出口”输出），就是玻色采样问题。
科学家们计算后认为，该问题的经典最优解法随着光子数的增加求解步数呈指数上涨。光量子计算机在中小规模下就可以打败超级计算机。
那么，谷歌超导量子计算所进行的随机线路采样也是一个能充分展现量子优越性的问题，光子玻色采样相较之下有何特别？
潘建伟团队论文引述了一种观点，即改进经典算法后，超算只需要数天就能像Sycamore一样进行100万次随机线路采样。这样的话，如果样本数量足够大，比如到了10的10次方的话，入股有足够的存储空间，量子优势将被逆转。
而光量子计算机在玻色采样上就不存在这种依赖于样本大小的漏洞，因为经典算法针对玻色采样存在一个固定的限制。除此之外，光子进行玻色采样可以在室温下工作，不容易受到干扰。
攻克的关卡
根据实际需要，玻色取样逐渐衍生出了各种变体。潘建伟团队此次采用了一种高斯玻色采样变体，它在一些图形问题和量子化学领域有着潜在的应用。高斯玻色采样使用所有处于压缩态的光子，且允许使用更高的抽运功率，使得其同样在事件发生率上具有指数优势。
尽管这是一个为光量子计算机量身定制的挑战，如何将玻色采样的规模放大到一个计算上有意义的区间仍有许多挑战。
论文提到了研究团队需要攻克的五大“关卡”：
首先，它需要单模压缩态同时具备足够高的压缩参数、光子全同性和采集效率；
其次，它需要大型干涉仪同时具备完全连通性、矩阵随机性、近似完美波包重叠和相位稳定，以及近统一传输速率；
第三，它需要对单模压缩态中的所有光子数状态实现相位控制；
第四，它需要高效探测器采集输出分布；
最后，从巨大的输出态空间获得的稀少样本需要被验证，并且表现要与超级计算机形成比较。
为此，潘建伟光量子计算团队已经进行了多年的“打怪升级”。2013年，他们在国际上首创量子点脉冲共振激发，解决了单光子源的确定性和高品质这两个基本问题；2016年， 产生了国际最高效率的全同单光子源，并于2017年初步应用于构建超越早期经典计算能力的针对波色取样问题的光量子计算原型机，其取样速率比国际上当时的实验提高24000多倍。
2019年，中国科大研究组在实验上同时解决了单光子源所存在的混合偏振和激光背景散射这两个最后的难题：成功研制出了确定性偏振、高纯度、高全同性和高效率的单光子源。在此基础上，他们在国际上首次实现了20光子输入60 60模式干涉线路的玻色取样量子计算，输出态空间维数比国际同行之前的光量子计算实验高百亿倍，逼近量子优越性，完成了临门一脚的预演。
校对：张亮亮
Google在科学杂志《自然》上发表的一篇新文章中正式宣布已实现“量子霸权” ，这离公司最初泄漏该事件的发生刚好一个月，当时，Google的论文被意外地提前发表。不过，Google现在的正式宣布则意味着这项研究的全部细节都会被公开的，科学界可以更广泛地审查Google所说的成就。
谷歌表示，其54比特Sycamore处理器能够在200秒内完成世界上最强大的超级计算机花费10000年所需的随机数计算量，这让目前所有的非量子计算机相形见绌。
而就在今天，另一家超级计算机公司IBM正在对谷歌的说法提出异议。在周一抢先发表的博客文章中，该公司表示，在传统系统上可以在2.5天之内完成相同的任务，而不是Google声称的10000年。 IBM说，在估算其传统超级计算机执行计算所需的时间时，Google“未能充分考虑大量磁盘存储”的开销。
尽管IBM试图淡化Google的成就，但研究界人士对此消息表示欢迎，《纽约时报》引述科学家的话将Google的突破与莱特兄弟1903年的首次飞机飞行相提并论。
距离量子计算开始逐渐被运用，我们可能还需要数年的时间，但是Google的发现最终可以提供证据，证明量子计算的未来已经有了可能。
前段时间，谷歌在 NASA 上发表了一篇论文草稿， 宣称“谷歌的 AI Quantum 研究小组的 53 量子比特处理器实现了“量子霸权，目前最强超算需要花费 10000 年的计算在量子计算机上只用 200 秒就够了” 。不过没多久这篇论文就被撤回了。
（ 利用可编程超导处理器实现量子优势 ）
虽说后来有人解释说是论文还在审查，被 NASA 提早发布了。可不是发了果照再撤回大家就能当没发生过。 又是最强又是霸权的，吃瓜群众早都兴奋了 。
连明年的美国总统候选人 Andrew Yang 都发声：世界上再没有破解不了的代码了。
霸权通常和地位联系在一起，像什么世界霸权，军事霸权，文化霸权什么的，很容易给人一种处在能够操控、压制他人的强势地位的感觉。一听到 XX 霸权这样的词语，总会让我们心头一颤。
那这个“量子霸权”究竟霸了个什么权，对我们又有什么影响呢？
为了不让大家产生什么误解，先告诉大家结论： “量子霸权”和我们所理解的霸权根本不是一回事 ，而且就目前来看， 短时间内也不会对我们带来任何影响 。
“量子霸权”，翻译自 Quantum Supremacy ，最早出现在 《 MIT Technology Review 》( 麻省理工 科技 评论，是由麻省理工学院出版的杂志 ) 关于谷歌与 IBM 开展量子计算研究竞争的评述中。
他们认为， 当量子计算机发展到 50 量子比特的时候，就能实现 “ 量子霸权 ”，超过世界上任何传统计算机，能够解决传统计算机解决不了的问题 。
如果不是很了解量子的概念，大可以先把量子计算机当成一种先进的电脑，量子比特当成一种特别的比特。
大家都知道传统计算机是靠数字 0 和 1 的二进制进行存储和运算的，一个比特代表一个数，一堆比特就成了数据。量子比特则是可以同时表达 1 和 0 的另类。
我们把小黑胖比作比特，方便大家理解。
小黑胖可以吃鸡腿，也能啃猪蹄，但从常识来说，同一时间他只能吃其中一种。
但量子小黑胖就不一样了， 他能在吃鸡腿的同时也在啃猪蹄 ，如果不掰开他的嘴看看，你永远不知道他吃什么。
于是有人预言，当 50 个量子小黑胖一起吃东西时，就能吃掉不管多少个普通小黑胖都没法在一顿饭的时间里吃掉的肉山。
可谁也不知道那么多量子小黑胖在一起会不会打起来；会不会干脆打起来了麻将，不吃东西了。
于是大家决定， 如果谁成功凑齐这么多量子小黑胖并让他们吃掉那座肉山，就说他实现了“ 量子霸权 ” 。
事情就是这样
相信有差友都开始骂人了， 这是哪门子的“ 霸权 ”啊？
虽然不存在什么量子小黑胖，也没人能一边吃鸡腿同时啃猪蹄，更理解不了为什么掰开嘴之后里边只剩下了一种食物，但“量子霸权”就是这么回事。
谷歌针对某个问题，弄出了这么一台量子计算机。然后证明了在这个问题上最厉害的超算都算不过量子计算机。
不过天见可怜，估计评述的作者也想不到，他只是想感慨量子计算机的算力优势，没想到这个单词在中国朋友这还有这么复杂的意思。
其实让托尼来形容，估计也想不出啥准确的词，或许可以叫 “ 量子牛逼 ” ？
至于它的算力有多强，给大家举个栗子。
0 就像硬币的正面， 1 就像硬币的反面，传统计算机里面，每次抛硬币要么是正面要么是反面。
如果扔两枚硬币，传统计算机要像小孩子一样，同一时刻只能在正正、正反、反正、反反这四种状态中选一种。而量子不做选择，所有状态同时全都要。
可能差友对这种近乎耍赖的行为没什么概念，那我们再换颗实际点的栗子。
大家说好去找万匹丝，路飞坐船从东海出发，你鸣人却用多重影分身分头找。还敢说你鸣本开没开挂！
虽说不管多么复杂的算法，通过不断重复的计算都能得到答案，但是有些问题算起来就是成千上万年，得到答案的时候可能早都不需要了。
为什么现在的人工智能更像个人工智障，为什么人类迟迟破了不了基因的秘密，为什么邮递员的最短路线算不出来。。。 还不是因为算不过来 ！
但这些为什么大部分都会在量子计算下被摧枯拉朽地解决。
毫无疑问，现在的密码对上量子计算机的下场只有一个， 输的连裤衩都不剩 。
传统加密方式在挂壁面前毫无意义，个人的、银行的、机关的，就连区块链的秘钥被试出来也就是分分钟的事。。。
现有的加密算法
不过这是“ 现在 ”的密码系统对比有了完善算法的“完全体”量子计算机的情况， 现在真正意义上的量子计算机还没影呢 。
2000 年时 IBM 首席科学家迪文森佐提出了量子计算机应该满足的五条标准， 可现在还没谁能全部达标（ 包括谷歌这次 ） ，谷歌这次的算法和密码破解也没一毛钱关系。
算力会进步，加密方式也在变强。
512 位的 RSA 加密算法在 1999 年就被破解了。
768 位的 RSA 加密算法也只撑了 10 年 。
虽然目前广泛采用的 RSA 1024 还好好的，但居安思危，早有人提议启用 RSA 2048 ，甚至是 RSA 4096 。
就连数字证书中常用的 SHA-1 算法，在 2017 年也被谷歌破解。
但，目前为止也没见哪个国家的核弹密匙被盗用。
退一万步 ，量子计算的对手也该是同样开挂的量子加密。
就像矛和盾，铁矛刺穿木盾当然毫不费力，但因此就说矛比盾强，边上的铁盾肯定不乐意。
道理是这么个道理，不过大家肯定还关心： 咱们国家有铁盾了没，厚实不？
虽然量子计算方面各国还是一个你追我赶的状态，但在量子加密领域我国可以说是一骑绝尘。
早在 2016 年，我国就已经把量子卫星“ 墨子号 ”送上天，并在 2017 年通过 “ 墨子号 ” 与奥地利科学家进行了量子加密的视频通话~
除了盾硬，矛也得造。政府的大力扶持， 科技 企业的不断投入， 我国在量子计算领域也稳坐第一梯队 。
阿里巴巴达摩院 2017 年就和中科院合作成立了 “ 中科院阿里巴巴量子计算实验室 ”，与一众 科技 巨头争夺 “ 量子霸权 ”。
华为投入研究量子计算之余，也在提升行业生态和人才基数：华为云提供云量子模拟，沃土计划培养未来量子计算人才。
“ 量子霸权 ”才是个开头呢，后面的 科技 竞争还需要源源不断的人才支撑。
托尼没这么大本事弄出一大块人才成长的沃土，但有平均水准超高的差友们啊！虽说没谁看这么篇文章就要努力研究量子 科技 去，但多少能让更多人知道量子计算是怎么回事。
哪怕只有一点点， 社会 关于量子 科技 的环境都在变好。
这就值了。
量子霸权发表论文
在200秒时间内，76个光子穿过中国科学技术大学潘建伟团队精心构筑的光学网络，完成了5000万个样本的高斯玻色采样。而同样一道数学题交给世界上最顶尖的超级计算机，需要6亿年。
这个于12月4日揭开面纱的光量子计算模型机名为“九章”，是世界上第二次达到加州理工学院教授普雷斯基尔提出的“量子霸权”（Quantum supremacy）标准的量子计算实验。“量子霸权”亦称为“量子优越性”（Quamtum advantage），即量子计算机在特定问题上超越世界上性能最好的经典计算机。
事实上，中科院院士潘建伟早在9月份的西湖大学公开课演讲上就曾“剧透”过这一成果。他当时表示：“近期已经完成50个光子的高斯玻色采样，按照现在的初步估计和数据分析，应该能够比谷歌的量子优越性大概快100万倍。”
世界上首个宣布实现量子优越性的是美国谷歌公司。2019年，谷歌使用了53个超导量子比特制作了一台名为Sycamore的处理器，运行随机量子线路进行采样，耗时约200秒可进行100万次采样。而最强超算、 美国橡树岭国家实验室Summit计算机得到同样结果需要花上一年，差距约十亿（10的9次方）倍。
而这次，潘建伟团队构筑的“九章”与顶级超算的差距超过了百万亿（10的14次方）倍。
当然，潘建伟团队的光量子计算机和谷歌的超导量子计算机路径不同，任务也各有所长。玻色采样和随机路线采样分别是两者最擅长的问题，而且目前还不具备实际应用意义。
可以说，量子优越性是以量子计算机之长，比超算之短的“表演赛”，并不意味着经典计算机就要被淘汰了。不过，量子优越性确实是关键的里程碑，为未来量子计算机走向实用性问题奠定基础。
实现量子优越性也需许多理论与工程难题，相关知识技术更是具备丰富的潜在价值。那么，玻色采样究竟是一个怎样的问题？潘建伟团队如何取得了此次突破？
相关论文题为《基于光子的量子计算优越性》（Quantum computational advantage using photons）、于北京时间12月4日03：00发表在世界顶级学术期刊《科学》（Science）上。
论文摘要显示，研究团队将50全同单模压缩态输入100模式超低损耗干涉线路，利用100个高效单光子探测器进行高斯玻色采样，输出态空间维度达到了10的30次方，采样速率比最先进的超级计算机要快上10的14次方倍。
什么是玻色采样？
我们知道，在设计建筑、飞机的时候，工程师们需要用计算机来进行各种计算和模拟。而如果我们要研究的是微观世界的“量子建筑”呢？
其中微观粒子复杂的变化和相互作用，远远超过了经典计算机的能力范围。最好，是用量子的方式来模拟量子问题。
这就是著名物理学家理查德·费曼在1980年代提出的量子计算机构想：“自然不是经典的，如果你想对自然进行模拟，那么你最好把计算机给量子化。”
大家普遍认为，玻色采样就是这样一个适于量子计算机发挥的任务。它是将非经典光输入线性光学网络后，用单光子探测器来探测输出光子的数量、路径和纠缠态，其结果是高度随机的。
我们可以借助研究随机分布的“高尔顿钉板”实验来理解玻色采样。
一颗直径略小于两颗钉子间距的小圆球在钉板上向下滚落，碰到钉子后皆以1/2的概率向左或向右滚下，接着又碰到下一层钉子。如此继续下去，直到从底板的一个出口滚出为止。把许多同样的小球不断从入口处放下，只要球的数目相当大，它们在底板将堆成近似于正态的密度函数图形，即中间高，两头低，呈左右对称的古钟型。
而在玻色采样问题上，全同光子就是小球，分束器就是钉子，线性光学网络就是钉板。当一束光通过分束器时会被分成两束强度较低的光，一束透射，另一束反射。计算在n个全同玻色子经过网络后，特定一种输出结果的概率（例如输入3个光子后，分别在1号、3号、4号“出口”输出），就是玻色采样问题。
科学家们计算后认为，该问题的经典最优解法随着光子数的增加求解步数呈指数上涨。光量子计算机在中小规模下就可以打败超级计算机。
那么，谷歌超导量子计算所进行的随机线路采样也是一个能充分展现量子优越性的问题，光子玻色采样相较之下有何特别？
潘建伟团队论文引述了一种观点，即改进经典算法后，超算只需要数天就能像Sycamore一样进行100万次随机线路采样。这样的话，如果样本数量足够大，比如到了10的10次方的话，入股有足够的存储空间，量子优势将被逆转。
而光量子计算机在玻色采样上就不存在这种依赖于样本大小的漏洞，因为经典算法针对玻色采样存在一个固定的限制。除此之外，光子进行玻色采样可以在室温下工作，不容易受到干扰。
攻克的关卡
根据实际需要，玻色取样逐渐衍生出了各种变体。潘建伟团队此次采用了一种高斯玻色采样变体，它在一些图形问题和量子化学领域有着潜在的应用。高斯玻色采样使用所有处于压缩态的光子，且允许使用更高的抽运功率，使得其同样在事件发生率上具有指数优势。
尽管这是一个为光量子计算机量身定制的挑战，如何将玻色采样的规模放大到一个计算上有意义的区间仍有许多挑战。
论文提到了研究团队需要攻克的五大“关卡”：
首先，它需要单模压缩态同时具备足够高的压缩参数、光子全同性和采集效率；
其次，它需要大型干涉仪同时具备完全连通性、矩阵随机性、近似完美波包重叠和相位稳定，以及近统一传输速率；
第三，它需要对单模压缩态中的所有光子数状态实现相位控制；
第四，它需要高效探测器采集输出分布；
最后，从巨大的输出态空间获得的稀少样本需要被验证，并且表现要与超级计算机形成比较。
为此，潘建伟光量子计算团队已经进行了多年的“打怪升级”。2013年，他们在国际上首创量子点脉冲共振激发，解决了单光子源的确定性和高品质这两个基本问题；2016年， 产生了国际最高效率的全同单光子源，并于2017年初步应用于构建超越早期经典计算能力的针对波色取样问题的光量子计算原型机，其取样速率比国际上当时的实验提高24000多倍。
2019年，中国科大研究组在实验上同时解决了单光子源所存在的混合偏振和激光背景散射这两个最后的难题：成功研制出了确定性偏振、高纯度、高全同性和高效率的单光子源。在此基础上，他们在国际上首次实现了20光子输入60 60模式干涉线路的玻色取样量子计算，输出态空间维数比国际同行之前的光量子计算实验高百亿倍，逼近量子优越性，完成了临门一脚的预演。
校对：张亮亮
前段时间，谷歌在 NASA 上发表了一篇论文草稿， 宣称“谷歌的 AI Quantum 研究小组的 53 量子比特处理器实现了“量子霸权，目前最强超算需要花费 10000 年的计算在量子计算机上只用 200 秒就够了” 。不过没多久这篇论文就被撤回了。
（ 利用可编程超导处理器实现量子优势 ）
虽说后来有人解释说是论文还在审查，被 NASA 提早发布了。可不是发了果照再撤回大家就能当没发生过。 又是最强又是霸权的，吃瓜群众早都兴奋了 。
连明年的美国总统候选人 Andrew Yang 都发声：世界上再没有破解不了的代码了。
霸权通常和地位联系在一起，像什么世界霸权，军事霸权，文化霸权什么的，很容易给人一种处在能够操控、压制他人的强势地位的感觉。一听到 XX 霸权这样的词语，总会让我们心头一颤。
那这个“量子霸权”究竟霸了个什么权，对我们又有什么影响呢？
为了不让大家产生什么误解，先告诉大家结论： “量子霸权”和我们所理解的霸权根本不是一回事 ，而且就目前来看， 短时间内也不会对我们带来任何影响 。
“量子霸权”，翻译自 Quantum Supremacy ，最早出现在 《 MIT Technology Review 》( 麻省理工 科技 评论，是由麻省理工学院出版的杂志 ) 关于谷歌与 IBM 开展量子计算研究竞争的评述中。
他们认为， 当量子计算机发展到 50 量子比特的时候，就能实现 “ 量子霸权 ”，超过世界上任何传统计算机，能够解决传统计算机解决不了的问题 。
如果不是很了解量子的概念，大可以先把量子计算机当成一种先进的电脑，量子比特当成一种特别的比特。
大家都知道传统计算机是靠数字 0 和 1 的二进制进行存储和运算的，一个比特代表一个数，一堆比特就成了数据。量子比特则是可以同时表达 1 和 0 的另类。
我们把小黑胖比作比特，方便大家理解。
小黑胖可以吃鸡腿，也能啃猪蹄，但从常识来说，同一时间他只能吃其中一种。
但量子小黑胖就不一样了， 他能在吃鸡腿的同时也在啃猪蹄 ，如果不掰开他的嘴看看，你永远不知道他吃什么。
于是有人预言，当 50 个量子小黑胖一起吃东西时，就能吃掉不管多少个普通小黑胖都没法在一顿饭的时间里吃掉的肉山。
可谁也不知道那么多量子小黑胖在一起会不会打起来；会不会干脆打起来了麻将，不吃东西了。
于是大家决定， 如果谁成功凑齐这么多量子小黑胖并让他们吃掉那座肉山，就说他实现了“ 量子霸权 ” 。
事情就是这样
相信有差友都开始骂人了， 这是哪门子的“ 霸权 ”啊？
虽然不存在什么量子小黑胖，也没人能一边吃鸡腿同时啃猪蹄，更理解不了为什么掰开嘴之后里边只剩下了一种食物，但“量子霸权”就是这么回事。
谷歌针对某个问题，弄出了这么一台量子计算机。然后证明了在这个问题上最厉害的超算都算不过量子计算机。
不过天见可怜，估计评述的作者也想不到，他只是想感慨量子计算机的算力优势，没想到这个单词在中国朋友这还有这么复杂的意思。
其实让托尼来形容，估计也想不出啥准确的词，或许可以叫 “ 量子牛逼 ” ？
至于它的算力有多强，给大家举个栗子。
0 就像硬币的正面， 1 就像硬币的反面，传统计算机里面，每次抛硬币要么是正面要么是反面。
如果扔两枚硬币，传统计算机要像小孩子一样，同一时刻只能在正正、正反、反正、反反这四种状态中选一种。而量子不做选择，所有状态同时全都要。
可能差友对这种近乎耍赖的行为没什么概念，那我们再换颗实际点的栗子。
大家说好去找万匹丝，路飞坐船从东海出发，你鸣人却用多重影分身分头找。还敢说你鸣本开没开挂！
虽说不管多么复杂的算法，通过不断重复的计算都能得到答案，但是有些问题算起来就是成千上万年，得到答案的时候可能早都不需要了。
为什么现在的人工智能更像个人工智障，为什么人类迟迟破了不了基因的秘密，为什么邮递员的最短路线算不出来。。。 还不是因为算不过来 ！
但这些为什么大部分都会在量子计算下被摧枯拉朽地解决。
毫无疑问，现在的密码对上量子计算机的下场只有一个， 输的连裤衩都不剩 。
传统加密方式在挂壁面前毫无意义，个人的、银行的、机关的，就连区块链的秘钥被试出来也就是分分钟的事。。。
现有的加密算法
不过这是“ 现在 ”的密码系统对比有了完善算法的“完全体”量子计算机的情况， 现在真正意义上的量子计算机还没影呢 。
2000 年时 IBM 首席科学家迪文森佐提出了量子计算机应该满足的五条标准， 可现在还没谁能全部达标（ 包括谷歌这次 ） ，谷歌这次的算法和密码破解也没一毛钱关系。
算力会进步，加密方式也在变强。
512 位的 RSA 加密算法在 1999 年就被破解了。
768 位的 RSA 加密算法也只撑了 10 年 。
虽然目前广泛采用的 RSA 1024 还好好的，但居安思危，早有人提议启用 RSA 2048 ，甚至是 RSA 4096 。
就连数字证书中常用的 SHA-1 算法，在 2017 年也被谷歌破解。
但，目前为止也没见哪个国家的核弹密匙被盗用。
退一万步 ，量子计算的对手也该是同样开挂的量子加密。
就像矛和盾，铁矛刺穿木盾当然毫不费力，但因此就说矛比盾强，边上的铁盾肯定不乐意。
道理是这么个道理，不过大家肯定还关心： 咱们国家有铁盾了没，厚实不？
虽然量子计算方面各国还是一个你追我赶的状态，但在量子加密领域我国可以说是一骑绝尘。
早在 2016 年，我国就已经把量子卫星“ 墨子号 ”送上天，并在 2017 年通过 “ 墨子号 ” 与奥地利科学家进行了量子加密的视频通话~
除了盾硬，矛也得造。政府的大力扶持， 科技 企业的不断投入， 我国在量子计算领域也稳坐第一梯队 。
阿里巴巴达摩院 2017 年就和中科院合作成立了 “ 中科院阿里巴巴量子计算实验室 ”，与一众 科技 巨头争夺 “ 量子霸权 ”。
华为投入研究量子计算之余，也在提升行业生态和人才基数：华为云提供云量子模拟，沃土计划培养未来量子计算人才。
“ 量子霸权 ”才是个开头呢，后面的 科技 竞争还需要源源不断的人才支撑。
托尼没这么大本事弄出一大块人才成长的沃土，但有平均水准超高的差友们啊！虽说没谁看这么篇文章就要努力研究量子 科技 去，但多少能让更多人知道量子计算是怎么回事。
哪怕只有一点点， 社会 关于量子 科技 的环境都在变好。
这就值了。
谷歌发表量子霸权论文
前段时间，谷歌在 NASA 上发表了一篇论文草稿， 宣称“谷歌的 AI Quantum 研究小组的 53 量子比特处理器实现了“量子霸权，目前最强超算需要花费 10000 年的计算在量子计算机上只用 200 秒就够了” 。不过没多久这篇论文就被撤回了。
（ 利用可编程超导处理器实现量子优势 ）
虽说后来有人解释说是论文还在审查，被 NASA 提早发布了。可不是发了果照再撤回大家就能当没发生过。 又是最强又是霸权的，吃瓜群众早都兴奋了 。
连明年的美国总统候选人 Andrew Yang 都发声：世界上再没有破解不了的代码了。
霸权通常和地位联系在一起，像什么世界霸权，军事霸权，文化霸权什么的，很容易给人一种处在能够操控、压制他人的强势地位的感觉。一听到 XX 霸权这样的词语，总会让我们心头一颤。
那这个“量子霸权”究竟霸了个什么权，对我们又有什么影响呢？
为了不让大家产生什么误解，先告诉大家结论： “量子霸权”和我们所理解的霸权根本不是一回事 ，而且就目前来看， 短时间内也不会对我们带来任何影响 。
“量子霸权”，翻译自 Quantum Supremacy ，最早出现在 《 MIT Technology Review 》( 麻省理工 科技 评论，是由麻省理工学院出版的杂志 ) 关于谷歌与 IBM 开展量子计算研究竞争的评述中。
他们认为， 当量子计算机发展到 50 量子比特的时候，就能实现 “ 量子霸权 ”，超过世界上任何传统计算机，能够解决传统计算机解决不了的问题 。
如果不是很了解量子的概念，大可以先把量子计算机当成一种先进的电脑，量子比特当成一种特别的比特。
大家都知道传统计算机是靠数字 0 和 1 的二进制进行存储和运算的，一个比特代表一个数，一堆比特就成了数据。量子比特则是可以同时表达 1 和 0 的另类。
我们把小黑胖比作比特，方便大家理解。
小黑胖可以吃鸡腿，也能啃猪蹄，但从常识来说，同一时间他只能吃其中一种。
但量子小黑胖就不一样了， 他能在吃鸡腿的同时也在啃猪蹄 ，如果不掰开他的嘴看看，你永远不知道他吃什么。
于是有人预言，当 50 个量子小黑胖一起吃东西时，就能吃掉不管多少个普通小黑胖都没法在一顿饭的时间里吃掉的肉山。
可谁也不知道那么多量子小黑胖在一起会不会打起来；会不会干脆打起来了麻将，不吃东西了。
于是大家决定， 如果谁成功凑齐这么多量子小黑胖并让他们吃掉那座肉山，就说他实现了“ 量子霸权 ” 。
事情就是这样
相信有差友都开始骂人了， 这是哪门子的“ 霸权 ”啊？
虽然不存在什么量子小黑胖，也没人能一边吃鸡腿同时啃猪蹄，更理解不了为什么掰开嘴之后里边只剩下了一种食物，但“量子霸权”就是这么回事。
谷歌针对某个问题，弄出了这么一台量子计算机。然后证明了在这个问题上最厉害的超算都算不过量子计算机。
不过天见可怜，估计评述的作者也想不到，他只是想感慨量子计算机的算力优势，没想到这个单词在中国朋友这还有这么复杂的意思。
其实让托尼来形容，估计也想不出啥准确的词，或许可以叫 “ 量子牛逼 ” ？
至于它的算力有多强，给大家举个栗子。
0 就像硬币的正面， 1 就像硬币的反面，传统计算机里面，每次抛硬币要么是正面要么是反面。
如果扔两枚硬币，传统计算机要像小孩子一样，同一时刻只能在正正、正反、反正、反反这四种状态中选一种。而量子不做选择，所有状态同时全都要。
可能差友对这种近乎耍赖的行为没什么概念，那我们再换颗实际点的栗子。
大家说好去找万匹丝，路飞坐船从东海出发，你鸣人却用多重影分身分头找。还敢说你鸣本开没开挂！
虽说不管多么复杂的算法，通过不断重复的计算都能得到答案，但是有些问题算起来就是成千上万年，得到答案的时候可能早都不需要了。
为什么现在的人工智能更像个人工智障，为什么人类迟迟破了不了基因的秘密，为什么邮递员的最短路线算不出来。。。 还不是因为算不过来 ！
但这些为什么大部分都会在量子计算下被摧枯拉朽地解决。
毫无疑问，现在的密码对上量子计算机的下场只有一个， 输的连裤衩都不剩 。
传统加密方式在挂壁面前毫无意义，个人的、银行的、机关的，就连区块链的秘钥被试出来也就是分分钟的事。。。
现有的加密算法
不过这是“ 现在 ”的密码系统对比有了完善算法的“完全体”量子计算机的情况， 现在真正意义上的量子计算机还没影呢 。
2000 年时 IBM 首席科学家迪文森佐提出了量子计算机应该满足的五条标准， 可现在还没谁能全部达标（ 包括谷歌这次 ） ，谷歌这次的算法和密码破解也没一毛钱关系。
算力会进步，加密方式也在变强。
512 位的 RSA 加密算法在 1999 年就被破解了。
768 位的 RSA 加密算法也只撑了 10 年 。
虽然目前广泛采用的 RSA 1024 还好好的，但居安思危，早有人提议启用 RSA 2048 ，甚至是 RSA 4096 。
就连数字证书中常用的 SHA-1 算法，在 2017 年也被谷歌破解。
但，目前为止也没见哪个国家的核弹密匙被盗用。
退一万步 ，量子计算的对手也该是同样开挂的量子加密。
就像矛和盾，铁矛刺穿木盾当然毫不费力，但因此就说矛比盾强，边上的铁盾肯定不乐意。
道理是这么个道理，不过大家肯定还关心： 咱们国家有铁盾了没，厚实不？
虽然量子计算方面各国还是一个你追我赶的状态，但在量子加密领域我国可以说是一骑绝尘。
早在 2016 年，我国就已经把量子卫星“ 墨子号 ”送上天，并在 2017 年通过 “ 墨子号 ” 与奥地利科学家进行了量子加密的视频通话~
除了盾硬，矛也得造。政府的大力扶持， 科技 企业的不断投入， 我国在量子计算领域也稳坐第一梯队 。
阿里巴巴达摩院 2017 年就和中科院合作成立了 “ 中科院阿里巴巴量子计算实验室 ”，与一众 科技 巨头争夺 “ 量子霸权 ”。
华为投入研究量子计算之余，也在提升行业生态和人才基数：华为云提供云量子模拟，沃土计划培养未来量子计算人才。
“ 量子霸权 ”才是个开头呢，后面的 科技 竞争还需要源源不断的人才支撑。
托尼没这么大本事弄出一大块人才成长的沃土，但有平均水准超高的差友们啊！虽说没谁看这么篇文章就要努力研究量子 科技 去，但多少能让更多人知道量子计算是怎么回事。
哪怕只有一点点， 社会 关于量子 科技 的环境都在变好。
这就值了。
提到量子技术，想必如今很多人对其十分了解，毕竟这是科学领域经常可以听到甚至研究多年的新兴技术。而谷歌作为其中的佼佼者，此前宣布已经实现了量子霸权，那么什么叫做量子霸权？根据了解，量子霸权是指量子计算机装置在特定的测试上，拥有领先超级计算机的能力。想要真正实现量子霸权，需要拥有高效、运行于经典计算机的量子计算模拟器。其中最大的区别就是，量子计算机运用到了量子比特，而比特作为一个信息单元，通常情况下只有2种情况，也可以理解为是正面和反面，可是量子比特却属于持续可调状态。 可以说比特只1个状态，可是量子比特却拥有无数个状态。而谷歌所研发的量子计算机，在天气预报、药物研制、交通调度等领域有着极为重要的作用。可是按照目前的量子技术来看，距离真正投入使用还有一段距离。最重要的是，此前谷歌发表的论文就引用了中科大发表的论文，可以说谷歌想要将量子计算机全面投入使用，似乎还需要得到中科大的辅助，而且也需要中科大的论文辅助阐述该技术的多个观点。 当然，中国在量子研发领域与西方国家相比确实还有一定的差距，毕竟我国在 科技 领域一直存在大量的欠账。可是随着中科大异军突起之后，曾在2019年由吴俊杰率领的研究团队，开始在国际上率先进行量子称霸的相关研究，甚至还将这一技术运用在天河二号超级计算机之上。为此，也让我国在这一领域达到国际先进水平，甚至还提出了全新的计算模拟算法。可以说，这是中国专家经过多年努力的成果，倘若中国可以实现量子霸权，意味着将会进入全新的计算机能力飞跃时代。 最重要的是，如今全球范围内很多国家都在争相研究量子技术，希望可以早日实现量子霸权。但是很多国家连研制超级计算机的能力都不具备，更别谈进入量子计算机研究领域，这一点无异于是痴人说梦。同时也能看出，如今的中国在 科技 领域，确实拥有较强的实力，至少对比此前的中国可谓是有着翻天覆地的变化。 可是中国也知道，即便在诸多领域拥有极高的成就，可是与发达国家之间，依旧还存在差距。为此只能通过不断的努力，来缩小与西方的差距，相信凭借中国人的智慧，总有一天会达到全面领先全球的地位。 （文/华强）
谷歌量子霸权发表论文
8月29日，谷歌的量子计算机登上了Science封面，他们成功用12个量子比特模拟了二氮烯的异构化反应。
这个突破经由CEO皮猜亲自官宣、论文登上Nature 150周年纪念特刊、各大主流媒体头版头条、热度全网第一，甚至连特朗普的大女儿伊万卡都忍不住第一时间发出贺电。
谷歌CEO还难掩激动地介绍，这就像飞机最初被发明的时刻——莱特兄弟的飞机第一次只飞了12分钟，但它证明了飞机飞行的可能性。这是一个历史性时刻，谷歌也首次透露，已经为此埋头攻坚了13年。
扩展资料
谷歌攻坚量子计算的13年前：
2006年，谷歌科学家HartmutNeven开始探索一个新的idea——用量子计算来加快机器学习的速度，并催生了谷歌AI量子团队。
接着2014年，美国物理学会院士JohnMartinis加入了谷歌，担任谷歌量子硬件首席科学家，领导构建量子计算机的工作。
两年后，量子计算理论首席科学家SergioBoixo在NatureCommunications上发表了相关论文，最终将团队的工作重点聚焦到了量子优势性计算任务上来。
这是一场科研的马拉松，一切都从零起步。即使对于谷歌的明星团队来说，这样的工作也一样是巨大的挑战。实际上，在去年10月之前，谷歌在量子优越性方面的进展始终有限。
然而万万没想到，2018年10月加州野火扑不灭，出于安全考虑，谷歌不得不短暂关闭位于圣克拉拉的实验室，一众科学家也被迫休假。但就在这期间，反而催生出新思路，然后实现了真正的跃迁。
皮猜还感慨，量子计算并非明确性的未来，要相信并坚定认为能实现，并不容易。但谷歌内部始终相信，量子计算可以加速解决世界上一些最紧迫的问题。量子计算能为人类在分子尺度上理解和模拟自然界提供前所未有的良机。
参考资料来源：和讯网-谷歌量子计算突破登Nature封面，200秒顶超算10000年，川普之女：美国实现量子霸权
Google在科学杂志《自然》上发表的一篇新文章中正式宣布已实现“量子霸权” ，这离公司最初泄漏该事件的发生刚好一个月，当时，Google的论文被意外地提前发表。不过，Google现在的正式宣布则意味着这项研究的全部细节都会被公开的，科学界可以更广泛地审查Google所说的成就。
谷歌表示，其54比特Sycamore处理器能够在200秒内完成世界上最强大的超级计算机花费10000年所需的随机数计算量，这让目前所有的非量子计算机相形见绌。
而就在今天，另一家超级计算机公司IBM正在对谷歌的说法提出异议。在周一抢先发表的博客文章中，该公司表示，在传统系统上可以在2.5天之内完成相同的任务，而不是Google声称的10000年。 IBM说，在估算其传统超级计算机执行计算所需的时间时，Google“未能充分考虑大量磁盘存储”的开销。
尽管IBM试图淡化Google的成就，但研究界人士对此消息表示欢迎，《纽约时报》引述科学家的话将Google的突破与莱特兄弟1903年的首次飞机飞行相提并论。
距离量子计算开始逐渐被运用，我们可能还需要数年的时间，但是Google的发现最终可以提供证据，证明量子计算的未来已经有了可能。
谷歌量子霸权论文发表
Google在科学杂志《自然》上发表的一篇新文章中正式宣布已实现“量子霸权” ，这离公司最初泄漏该事件的发生刚好一个月，当时，Google的论文被意外地提前发表。不过，Google现在的正式宣布则意味着这项研究的全部细节都会被公开的，科学界可以更广泛地审查Google所说的成就。
谷歌表示，其54比特Sycamore处理器能够在200秒内完成世界上最强大的超级计算机花费10000年所需的随机数计算量，这让目前所有的非量子计算机相形见绌。
而就在今天，另一家超级计算机公司IBM正在对谷歌的说法提出异议。在周一抢先发表的博客文章中，该公司表示，在传统系统上可以在2.5天之内完成相同的任务，而不是Google声称的10000年。 IBM说，在估算其传统超级计算机执行计算所需的时间时，Google“未能充分考虑大量磁盘存储”的开销。
尽管IBM试图淡化Google的成就，但研究界人士对此消息表示欢迎，《纽约时报》引述科学家的话将Google的突破与莱特兄弟1903年的首次飞机飞行相提并论。
距离量子计算开始逐渐被运用，我们可能还需要数年的时间，但是Google的发现最终可以提供证据，证明量子计算的未来已经有了可能。