量子计算远没到可收割的时候

袁岚峰

随着量子信息科技的发展，公众对这个领域的关注与日俱增。近来更有网络文章认为：“很可能，在不远的将来，人类在量子计算机+人工智能面前，就可能像蚂蚁面对人类一样无力和脆弱。”

如何看待这类文章？正确的态度是：量子计算确实很重要，但在引申它的意义之前，应该先搞清楚它是什么，以及不是什么。

在传统的信息科学中，基本单元叫做“比特”，即一个体系有且仅有两个状态。我们现在用的计算机、手机等等，内部都是大量的比特，即大量的两状态系统。而在量子力学中，一个量子比特就是一个有无穷多个状态的体系。打个比方，传统的比特相当于“开关”，只有开和关两个状态，而量子比特相当于“旋钮”，是连续可调的，有无穷多个状态。显然，旋钮包含的信息量比开关大得多。用这样的量子比特组合成量子计算机，它肯定可以做到所有的传统计算机能做到的事，还有可能做到一些传统计算机做不到的事。这就是量子计算机的价值所在。

但是，量子计算机也是需要算法的，而算法与问题有关。因此，量子计算机只对一些特定的问题比传统计算机快。对特定的问题设计出快速的量子算法，是一件非常需要创造力的事，发明出这些算法的科学家都很受崇敬。

因数分解是量子计算机威力的一个最显著的例子。不过，目前这只在理论层面成立。迄今为止在实验上用量子算法分解的最大的数是一个六位数，这离分解上千位的数，还有很远的距离。而网文中提到50个量子比特的量子计算机等等，都是很好的学术成果，但这些离解决金融、汽车、半导体、化工等行业的实际问题还差得很远。

不过，当然不是说量子计算不值得重视，甚至是个骗局。我们重视量子计算，是因为有革命性的潜力，只是还需要艰苦的努力，绝不是一蹴而就的，更不是已经处在商业盈利的边缘，等着大家一哄而上。

那么，量子计算属于一种爆炸式科技进步，会持续不断加速度爆炸吗？我的回答是：它如果成功了，即造出了超越传统计算机的量子计算机，效果就是爆炸式的。但在当前的技术条件下，我们不知道它什么时间能成功，甚至不知道能不能成功。这跟社交媒体、网购等产业不一样，那些是原理早已清晰了，一切技术条件都可以实现，所以一定会爆炸式发展。而量子计算，还远远不到收割的时候。▲

（作者是中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室副研究员）