爭奪量子霸權：為什麼說英特爾49量子位晶片是一個里程碑？

摘要：「量子霸權」指的是當量子計算機發展到 50 量子位時，其計算能力將超過世界上任何計算機，能解決任何計算機解決不了的問題。49 量子位測試晶片的出現，意味著英特爾正在接近實現這個目標。

在經歷了「史詩級」晶片漏洞危機之後，英特爾很快扳回一局。

英特爾 1 月 8 日在 CES 展會上宣布，向研究合作夥伴交付全新研製的 49 量子位測試晶片「Tangle Lake」，該晶片以美國阿拉斯加的湖泊命名，用來代表量子位運行所需要的極低溫度。

這一進展也被許多人視作英特爾正接近實現「量子霸權」的目標。

英特爾將超導量子計算測試晶片的量子位從 7、17 提高到 49（從左到右）

（圖片來源：英特爾官網）

什麼是量子計算

簡單地說，量子計算是一種顛覆性的新技術。

量子計算是利用量子疊加和量子糾纏來實現邏輯運算，量子計算機則擁有超強的計算能力。

著名量子資訊學家郭燦森曾解釋，理論上：

擁有 300 個量子比特的量子計算機就能支持比宇宙中原子數量更多的並行計算；

量子計算機能夠將某些經典計算機需要數萬年來處理的複雜問題的運行時間縮短至幾秒鐘。

如果形象的比喻，那麼就是自行車與飛機的速度差異。

中國科學院院士潘建偉此前接受新華社採訪時就這麼打比方：如果傳統計算機的速度是「自行車」，那麼量子計算機的速度就是「飛機」。

英特爾厲害在哪裡？

「49」是這次英特爾突破性進展里繞不過的數字：「49」距離「量子霸權」僅一步之遙。

「量子霸權」（quantum supremacy）這個術語是由加州理工量子理論學家 John Preskill 在 2012 年創造的，指的是當量子計算機發展到 50 量子位的時候，其計算能力將超過世界上任何計算機，能解決任何電腦解決不了的問題。

英特爾副總裁 Michael Mayberry 則選擇從科學的角度來解釋。

《IEEE 綜覽》提到，Mayberry 認為，從科學的角度來看 50 量子位是一個有趣的情況，達到 50 量子位時，就沒有辦法完全預測或模擬晶片的量子行為。

IBM 則提到，在大約 50 量子位的情況下，現有計算量子振幅的方法，要麼需要太多的計算，要麼需要的儲存比目前任何超級計算機上可用的還要多。

量子晶片競爭激烈

量子計算前景廣闊，各大科技巨頭也在研發上爭分奪秒。

去年 10 月，英特爾通過官網宣布生產出 17 超導量子位的全新晶片。17 量子位是執行表面代碼糾錯的最少數值。

IBM 在 2017 年 11 月宣布成功研製 50 量子位處理器原型，並在去年年底宣布將與三星、摩根大通和巴克萊銀行等 12 家主要公司合作，測試量子計算機。谷歌也表達了在這一領域的雄心壯志。

圖片來源：IBM

不過對於任何人而言，想要實現量子計算的商用目標還有很長的路要走。

一方面，量子位十分脆弱，任何噪音或者干擾都可能導致數據丟失。英特爾指出，量子位要在極度低溫下運行，約零下 273 攝氏度。

另一方面，現在 49 量子位或者 50 量子位還遠遠不夠。

英特爾預計，未來 5 到 7 年的時間內，研究人員能夠達到 1000 量子位系統的目標。1000 看似很多，然而許多專家認為，從商業角度來看至少需要達到 100 萬。

『新聞來源／華爾街見聞』