袁岚峰：量子計算遠沒到可收割的時候

随着量子資訊科技的發展，公衆對這個領域的關注與日俱增。近來更有網絡文章認為：“量子計算機+人工智能，将不斷疊代出更進階的量子計算機+人工智能”，“很可能，在不遠的将來，人類在量子計算機+人工智能面前，就可能像螞蟻面對人類一樣無力和脆弱。”

　　如何看待這類文章？正确的态度是：量子計算确實很重要，但在引申它的意義之前，應該先搞清楚它是什麼，以及不是什麼。

　　在傳統的資訊科學中，基本單元叫做“比特”，即一個體系有且僅有兩個狀态。我們現在用的計算機、手機等等，内部都是大量的比特，即大量的兩狀态系統。而在量子力學中，有一條原理叫做“疊加原理”，它說的是：如果有兩個狀态是一個體系可以處于的狀态，那麼這兩個狀态的任意“線性疊加”也是這個體系可以處于的狀态，這樣的體系稱為“量子比特”。兩個狀态的線性疊加有無窮多個，是以一個量子比特就是一個有無窮多個狀态的體系。打個比方，傳統的比特相當于“開關”，隻有開和關兩個狀态，而量子比特相當于“旋鈕”，是連續可調的，有無窮多個狀态。顯然，旋鈕包含的資訊量比開關大得多。用這樣的量子比特組合成量子計算機，它肯定可以做到所有的傳統計算機能做到的事，還有可能做到一些傳統的計算機做不到的事。這些傳統計算機做不到的事，就是量子計算機的價值所在。

　　目前大家認為的量子計算機做到的超過傳統計算機的事，都是在實踐意義上，即傳統計算機沒有發現快速的算法，而量子計算機發現了。

　　但是，對這些問題将來會不會發現快速的傳統算法？誰也不知道。是以，這類成果的數學基礎還不夠牢靠。

　　在這些前提下，我們可以明白一個要點：量子計算機也是需要算法的，而算法與問題有關。是以，量子計算機并不是對什麼問題都比傳統計算機快，而是隻對一些特定的問題比傳統計算機快。對特定的問題設計出快速的量子算法，是一件非常需要創造力的事，發明出這些算法的科學家都受到了很高的崇敬。

　　因數分解是量子計算機威力的一個最顯著的例子。不過，目前這隻在理論層面成立。迄今為止在實驗上用量子算法分解的最大的數是一個六位數，291,311 = 523×557，是由中國科學技術大學的杜江峰院士和彭新華教授等人在2017年實作的。這離分解上千位的數，還有很遠的距離。

　　而網文中提到的50個量子比特的量子計算機等等，都是很好的學術成果，但這些離解決文中提到的金融、汽車、半導體、化工等行業的實際問題還差得很遠。奇點雲雲，更是純屬腦洞。

　　不過，這是不是說量子計算不值得重視，甚至是個騙局呢？當然不是。

　　我們重視量子計算，是因為它的潛力，而不是它的現狀。它确實有革命性的潛力，隻是還需要艱苦的努力，絕不是一蹴而就的，更不是已經處在商業盈利的邊緣，等着大家一哄而上。

　　關于量子計算的遠景，我覺得比爾·蓋茨的格言很有啟發性：“我們總是高估未來兩年的變化，而低估未來十年的變化。”

　　如果你問我：量子計算屬于一種爆炸式科技進步嗎？會持續不斷加速度爆炸嗎？

　　回答是：它如果成功了，即造出了超越傳統計算機的量子計算機，效果就是爆炸式的。但在目前的技術條件下，我們不知道它什麼時間能成功，甚至不知道能不能成功。這跟社交媒體、網購等産業不一樣，那些是原理早已清晰了，一切技術條件都可以實作，是以一定會爆炸式發展。而量子計算，還遠遠不到收割的時候。

　　是以，我建議大家對量子計算采取這樣的态度：積極關注;冷靜分析;以及作為基礎的，認真學習。

原文釋出時間為：2017年03月06日

本文作者：袁岚峰

本文來源：

好奇心日報

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