北京时间 10 月 23 日晚，《自然》（Nature）杂志在官网上放出了重磅消息：一个月前被 NASA 发表又火速撤下的谷歌“量子霸权”论文重新发表，称其是量子领域中发明飞机一样的里程碑事件。

伊万卡发推，谷歌CEO狂喜

谷歌CEO皮猜亲自官宣了这次突破、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：

伊万卡在推特中写道：

这是官宣，美国取得了量子霸权。在特朗普当局、谷歌和美国圣芭芭拉大学的共同努力下，量子计算机Sycamore3分20秒的计算相当于传统计算机10000年的计算。

没错，就是那个量子计算200秒=地球最强超算1万年的突破，现在谷歌以最隆重的形式对外官宣，超过计算机识别猫、盖过AlphaGo横空出世。

而且谷歌CEO皮猜还难掩激动地介绍，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。

首次实现量子霸权

Quantum Supremacy，伊万卡口中的“量子霸权”，谷歌更倾向于翻译为量子优越性。

直白来说，量子优越性就是在未来的某个时刻，功能强大的量子计算机可以完成经典计算机几乎不可能完成的任务。

谷歌在新发表的论文中称，自己已经开发出了一款54量子比特数的量子芯片，名为Sycamore，由铝、铟、硅晶片和超导体（约瑟夫森结）等材料组成，每个量子比特和临近的4个量子比特耦合。

不过，实际上执行运算的只有 53 个量子比特和 86 个耦合器，剩下的 1 个量子比特无法正常工作。

谷歌 Sycamore 量子芯片

通过一系列实验和计算，谷歌研究人员开发了一套高保真度的纠错流程，进而对芯片展开测试，最终得出结论，同样是对一个量子电路产生的随机数字采样 100 万次， Sycamore 芯片支持的量子计算机只需要 200 秒，同时维持很低的误差率，而世界最强超算 Summit 需要 1万年。

按照 2012 年加州理工学院量子理论物理学大牛 John Preskill 提出的“量子霸权（Quantum Supremacy）”的定义，量子计算设备可以超越经典计算设备，解决后者无法解决的计算任务。这种情况曾在 2018 年 10 月被证明理论上行得通，而谷歌的实验结果则标志着量子计算机在解决一个随机采样任务上超越了经典计算机，甚至意味着只能在量子处理器上执行的计算任务诞生。

此前对于这样的里程碑突破，都处于设想阶段，从未被实现。

而现在，论文正式在Nature上发表，谷歌CEO劈柴哥皮柴骄傲官宣谷歌AI团队实现了量子优越性，还在博客中强调：

就像第一枚火箭成功地脱离地球引力，飞向太空边缘。这一突破向我们展示了什么是可能的，并把看似不可能实现的事物推到了我们面前。

这就是这一里程碑对量子计算世界的意义：一个充满可能性的时刻。

13年埋头攻坚

事实上，谷歌在量子计算机领域已经深耕了整整13年，而在研究的前10年，一直磕磕碰碰，进展缓慢。

这是一场科研的马拉松，一切都从零起步。即使对于谷歌这样拥有超级财力和豪华团队的大公司来说，量子计算机也是一个前所未有的巨大挑战、

2006年，谷歌科学家Hartmut Neven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。

2014年，美国物理学会院士John Martinis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。

两年后的2016年，谷歌量子计算理论首席科学家Sergio Boixo在《自然通讯》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。

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。

2018年10月，加州森林大火蔓延，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。

让谷歌自己都万万没想到的是，就在这段时期内，反而催生出新思路，然后实现了真正的跃迁。

劈柴哥感慨，当时谷歌决定投入研发时，量子计算的未来还并不明朗，要相信并坚定认为能够实现，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。

不过，即便现在里程碑时刻已经到来，皮猜也提醒说，这只是证明可方向可行性，还不是马上大规模商用发挥效用的时刻，我们需要继续攻坚，需要继续砥砺前行。

曾经撤回，被IBM怒怼

今年 9 月份，《金融时报》报道，Google 研究人员向 NASA（The National Aeronautics and Space Administration，美国国家航空航天局）提交了一篇论文。论文显示，Google 的量子计算机相对于传统架构计算机有着绝对优势——Google 量子计算机只需花 3 分 20 秒来完成计算任务，目前世界排名第一的超级计算机 Summit 要耗时 1 万年。因此，Google 声称，自己实现了 「量子霸权」。

后来，这篇论文被 NASA 删除。有消息称，论文被删是因为 Google 的研究尚未经过同行评审和讨论就被 NASA 发表；这是不符合流程的。另一方面，Google 和 NASA 都拒绝证实论文的真实性。

作为量子计算领域的资深玩家，IBM 在上月 Google 声称“实现量子霸权”时就提出了质疑。蓄力了一个月，IBM 在近日放出了终极大招——IBM 在 Arxiv 上发表了一篇由五名研究人员合著的论文来驳斥 Google 的观点。

IBM 在论文中批评道，Google 声称自己实现量霸权的说法具有误导性，让人们以为自己进入了一个新的计算时代，而量子计算机和经典计算机之间的巨大差异并不会让两者分割，而是在未来协同工作。

IBM 的研究人员还表示，Google 实验的缺陷在于假定超级计算机会受到系统内存存储数据量的限制，而没有充分利用超级计算机的存储潜力。如果按照 IBM 的方法来对超级计算机进行编程，仅需 2.5 天时间就能完成量子计算机耗时 3 分 20 秒的任务量，根本不像 Google 所说的“需要 1 万年”；而且，他们认为，考虑到可能存在的硬件和软件进步，2.5 天还是非常保守的估计。

继续进步

最后，谷歌CEO劈柴哥表示：我对这样的里程碑时刻备感兴奋，但确实也要提醒大家，这只是一个可能性被验证的开始，距离真正的大规模变革还需要很长时间，甚至需要10年，但我们可以为科技发展的速度感到乐观。

当我们回顾深蓝1997年击败卡帕罗夫、AlphaGo在2016年击败李世石，或许突破所需的时间不算短，但当这样的时刻到来，就会有更多人投入其中、加入其中，我们人类就是这样进步的。

而且当前如此令人兴奋，我们正处在时代性技术周期里，AI会加速量子计算，量子计算也会加速AI，人类遭遇的那些大挑战、大难题，现在有机会了。

不过，中国在量子计算机领域也在奋起直追，潘建伟院士的量子通讯实验室也达到了世界领先水平。10月23日，合肥本源量子计算科技有限责任公司对外宣称，在各方支持下，争取在2020年底推出中国首台自主知识产权的量子计算原型机，它将包含6个比特超导量子芯片，随时随地可以网络访问。

看来我国也将很快拥有属于自己的量子计算机。