近日，兩個科技界大佬在量子計算領域的爭論成為熱門話題。谷歌在《自然》（Nature）雜誌上發表論文，正式聲明自己以實現量子霸權。而 IBM 連發駁斥，認為谷歌這是在炒作。
兩家重量級企業，加上量子計算，再加上亮眼名詞的出現，很容易讓網友們紛紛放下手中的瓜，拿起鍵盤飛速搜索「什麼是量子霸權」。
什麼是量子霸權
Quantum Supremacy，中文翻譯為量子霸權，這裡的「霸權」並不是我們常理解的霸權主義的那個「霸權」，量子霸權屬於專有名詞，意思是在處理同一個問題時，量子計算擁有了超越所有經典計算機的計算能力，實現了量子計算機的特有優勢。
在物理實驗上，迄今還沒有任何一臺量子裝置在實際實驗中展現出這種能力。誰能夠證明這種能力，誰就能號稱實現量子霸權。
而實現量子霸權，將代表超越經典的量子計算能力從理論走進實驗，標誌著一個新的計算能力飛躍時代的開始。當前實現量子霸權絕非易事，而且，實現量子霸權也只是一個開始，離實現實際的量子計算機尚有很大距離。
自 2011 年 John Preskill 教授在一次演講中提出「量子霸權」的概念，IBM、Google、Intel、微軟，以及一些創業公司就開始加大對量子計算的投資和研發；該領域的競爭也越來越激烈。
中國最先開啟量子霸權標準的研究。2018 年 9 月，國防科技大學吳俊傑團隊與上海交通大學金賢敏合作研究成果在《國家科學評論》發表，報道了玻色採樣案例的稱霸標準。該項研究中，吳俊傑與金賢敏在天河二號超級計算機上完成了玻色採樣問題的核心難題——積和式的求解。實際測試的問題規模達到 48 個光子，並推斷出天河二號模擬 50 個光子的玻色採樣需要約 100 分鐘。也就是說，一旦實際的量子物理裝置實現了每組樣本 100 分鐘以內 50 光子的玻色採樣，就在求解這個問題上超過了天河二號，實現了量子霸權。
大佬之爭
2019 年 9 月 20 日，科技巨頭谷歌向 NASA 提交一份報告，稱其研發的量子計算機成功在 3 分 20 秒時間內，完成現存最先進的傳統超級計算機 Summit 需 1 萬年時間處理的問題，全球首次實現量子霸權。
不過該報告後續引發了較多爭議，最終並未獲學界認可。
創造出「量子霸權」這個術語的 John Preskill 教授警告，這一成果目前還僅存在於谷歌的論文中，並不代表量子計算機會在現實生活中有此等表現。後來，這篇論文被 NASA 刪除。有消息稱，論文被刪是因為谷歌的研究尚未經過同行評審和討論就被 NASA 發表；這是不符合流程的。另一方面，谷歌和 NASA 都拒絕證實論文的真實性。
2019 年 10 月 23 日當地時間週三，谷歌在《自然》（Nature）雜誌上發表的一篇論文中正式聲明，其位於加州聖巴巴拉的研究實驗室已經實現量子霸權，這也是科學家們自上世紀 80 年代以來一直在努力實現的目標。谷歌的量子計算機完成了傳統計算機無法完成的任務。
根據谷歌的說法，這項計算任務將花費世界上最快的超級計算機 10000 年的時間。這一次的計算幾乎沒有實際用途，有實際用途的量子計算機問世還有很多年的時間，技術障礙是巨大的，即使如此，它們也可能只在某些任務上擊敗傳統計算機。
但是，谷歌這一研究仍然是一個重要的里程碑——谷歌首席執行官皮查伊將其比作萊特兄弟 12 秒鐘的首次飛行。
谷歌為什麼突然要加重語氣把這個問題再申明一遍呢？答案是為了回懟 IBM。
作為在量子計算領域的資深玩家，IBM 在上月谷歌聲稱“實現量子霸權”時就提出了質疑。埋頭閉關一個月後，IBM 近日在 Arxiv 上發表了一篇由五名研究人員合著的論文來駁斥谷歌的觀點。
IBM 在論文中批評道，谷歌聲稱自己實現量子霸權的說法具有誤導性，讓人們以為自己進入了一個新的計算時代，而量子計算機和經典計算機之間的巨大差異並不會讓兩者分割，而是在未來協同工作。
谷歌公司聲稱的「量子霸權」存在巨大缺陷，並沒有完全利用現代超級計算機的計算能力，Summit 完成谷歌聲稱的計算只需要 2 天半，根本用不著一萬年。
雖然，IBM 本次拆臺谷歌看起來似乎是一個充滿挑釁的舉動，但 IBM 頂級量子研究人員兼量子計算總裁（也是本次論文的合著者之一）Jay Gambetta 表示，他們的動機主要是基於技術問題；更重要的是對「量子霸權」這種說法的不滿，而不是存心與谷歌對抗。
「霸權」與「優勢」
大家也都看出來了，Quantum Supremacy 中的 Supremacy 一詞，本身就有至高無上的意思，也不怪中文直接把它翻譯為霸權，把它的標準翻譯為稱霸標準，但是這太容易引發誤會和反感了。
畢竟歷史上敢稱霸的東西最後都被打成了渣。
就連 John Preskill 教授自己最近也開始反思「量子霸權」一詞的不妥之處。
IBM 也提出了自己的意見，認為「霸權」和「實現量子霸權」等字眼會誤導公眾。首先，正如上文所提到的，真正的量子霸權尚未實現；其次，每種計算機都具有其獨特的優勢，因此，量子計算機也不會凌駕於傳統計算機之上。所以在谷歌聲稱實現量子霸權的時候，IBM 也提出了另一個概念，叫做量子優勢（Quantum Advantage），聽起來是不是更好接受一點？
而學界認為，IBM 提出的量子優勢，與量子霸權已經不屬於一個概念範疇。量子優勢針對的是真實的應用場景，展現出量子計算超越經典計算的能力。言下之意，就是量子優勢不僅要體現出計算能力的碾壓，還得催生出商業價值來。所以 IBM 的研究之路與谷歌又有所不同，主要是聯合了多家大型企業研究部署量子計算雲平臺，快速實現商業價值。
兩個名詞的背後，是兩個不同的研究方向，或者說兩種不同的利益驅使。
不管是量子霸權也好，量子優勢也好，沒有人能預測它在什麼時候到來，我們只需要知道，有關它的真實研究成果，最終影響的是國家乃至世界的量子技術發展格局。量子計算很有可能成為第四次工業革命的其中一個分支，所以各方大佬都很急，但急也沒有用，重要的還是尊重科研規律。
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