谷歌号称实现的“量子霸权” 究竟霸了个什么权?

2019年10月07日 10:33 次阅读 稿源:差评 条评论

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。

互联网哪是想撤回就能撤回的?副本早就满天飞了


( 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。

托尼觉得这老哥应该也会讨厌风车

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。

薛定谔的猫在观测之前既是活的也是死的

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 ” ?

还别说,量子牛逼听起来就顺耳多了

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。

而在量子计算机里面,硬币居然特么的是立起来旋转的,你不把它拍平放倒,永远不知道到底是正是反。

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。

集齐 50个量子比特,同一时刻能达到 2^50 次运算

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。

当面对一个走迷宫的问题时,传统计算机只能一次走一条道,然后一条条试,直到试出来正确的道。

量子计算机的方式则走过所有的角落,它能同时尝试所有可能的解法

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。

也许有差友好奇了,要是拿量子计算机去暴力破解现在的密码系统,会怎么样?是不是以后再没有密码这回事了?

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。

谷歌宣布攻破 SHA-1 加密算法

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。

比如这块盾

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~

“ 墨子号 ” 获美国科学促进会克利夫兰奖,登上 Science 封面

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。

未来国内会成为适合各种人才成长的沃土

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。

“ 悄悄告诉你,量子力学超有意思的,不信去学学 ”

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