谷歌號稱實現的“量子霸權” 究竟霸了個什麼權?
前段時間,谷歌在NASA 上發表了一篇論文草稿,宣稱“谷歌的AI Quantum 研究小組的53 量子比特處理器實現了“量子霸權,目前最強超算需要花費10000 年的計算在量子計算機上只用200 秒就夠了”。不過沒多久這篇論文就被撤回了。
互聯網哪是想撤回就能撤回的?副本早就滿天飛了
( 利用可編程超導處理器實現量子優勢)
雖說後來有人解釋說是論文還在審查,被NASA 提早發布了。可不是發了果照再撤回大家就能當沒發生過。又是最強又是霸權的,吃瓜群眾早都興奮了。
連明年的美國總統候選人Andrew Yang 都發聲:世界上再沒有破解不了的代碼了。
托尼覺得這老哥應該也會討厭風車
霸權通常和地位聯繫在一起,像什麼世界霸權,軍事霸權,文化霸權什麼的,很容易給人一種處在能夠操控、壓制他人的強勢地位的感覺。一聽到XX 霸權這樣的詞語,總會讓我們心頭一顫。
那這個“量子霸權”究竟霸了個什麼權,對我們又有什麼影響呢?
為了不讓大家產生什麼誤解,先告訴大家結論:“量子霸權”和我們所理解的霸權根本不是一回事,而且就目前來看,短時間內也不會對我們帶來任何影響。
“量子霸權”,翻譯自Quantum Supremacy,最早出現在《 MIT Technology Review 》(麻省理工科技評論,是由麻省理工學院出版的雜誌) 關於谷歌與IBM 開展量子計算研究競爭的評述中。
他們認為,當量子計算機發展到50 量子比特的時候,就能實現“ 量子霸權”,超過世界上任何傳統計算機,能夠解決傳統計算機解決不了的問題。
如果不是很了解量子的概念,大可以先把量子計算機當成一種先進的電腦,量子比特當成一種特別的比特。
大家都知道傳統計算機是靠數字0 和1 的二進制進行存儲和運算的,一個比特代表一個數,一堆比特就成了數據。量子比特則是可以同時表達1 和0 的另類。
我們把小黑胖比作比特,方便大家理解。
小黑胖可以吃雞腿,也能啃豬蹄,但從常識來說,同一時間他只能吃其中一種。
但量子小黑胖就不一樣了,他能在吃雞腿的同時也在啃豬蹄,如果不掰開他的嘴看看,你永遠不知道他吃什麼。
薛定諤的貓在觀測之前既是活的也是死的
於是有人預言,當50 個量子小黑胖一起吃東西時,就能吃掉不管多少個普通小黑胖都沒法在一頓飯的時間裡吃掉的肉山。
可誰也不知道那麼多量子小黑胖在一起會不會打起來;會不會乾脆打起來了麻將,不吃東西了。
於是大家決定,如果誰成功湊齊這麼多量子小黑胖並讓他們吃掉那座肉山,就說他實現了“ 量子霸權”。
事情就是這樣
相信有差友都開始罵人了,這是哪門子的“ 霸權”啊?
雖然不存在什麼量子小黑胖,也沒人能一邊吃雞腿同時啃豬蹄,更理解不了為什麼掰開嘴之後裡邊只剩下了一種食物,但“量子霸權”就是這麼回事。
谷歌針對某個問題,弄出了這麼一台量子計算機。然後證明了在這個問題上最厲害的超算都算不過量子計算機。
不過天見可憐,估計評述的作者也想不到,他只是想感慨量子計算機的算力優勢,沒想到這個單詞在中國朋友這還有這麼複雜的意思。
其實讓托尼來形容,估計也想不出啥準確的詞,或許可以叫“ 量子牛逼” ?
還別說,量子牛逼聽起來就順耳多了
至於它的算力有多強,給大家舉個栗子。
0 就像硬幣的正面, 1 就像硬幣的反面,傳統計算機裡面,每次拋硬幣要么是正面要么是反面。
而在量子計算機裡面,硬幣居然特麼的是立起來旋轉的,你不把它拍平放倒,永遠不知道到底是正是反。
如果扔兩枚硬幣,傳統計算機要像小孩子一樣,同一時刻只能在正正、正反、反正、反反這四種狀態中選一種。而量子不做選擇,所有狀態同時全都要。
集齊50個量子比特,同一時刻能達到2^50 次運算
可能差友對這種近乎耍賴的行為沒什麼概念,那我們再換顆實際點的栗子。
當面對一個走迷宮的問題時,傳統計算機只能一次走一條道,然後一條條試,直到試出來正確的道。
量子計算機的方式則走過所有的角落,它能同時嘗試所有可能的解法
大家說好去找萬匹絲,路飛坐船從東海出發,你鳴人卻用多重影分身分頭找。還敢說你鳴本開沒開掛!
雖說不管多麼複雜的算法,通過不斷重複的計算都能得到答案,但是有些問題算起來就是成千上萬年,得到答案的時候可能早都不需要了。
為什麼現在的人工智能更像個人工智障,為什麼人類遲遲破了不了基因的秘密,為什麼郵遞員的最短路線算不出來。。。還不是因為算不過來!
但這些為什麼大部分都會在量子計算下被摧枯拉朽地解決。
也許有差友好奇了,要是拿量子計算機去暴力破解現在的密碼系統,會怎麼樣?是不是以後再沒有密碼這回事了?
毫無疑問,現在的密碼對上量子計算機的下場只有一個,輸的連褲衩都不剩。
傳統加密方式在掛壁面前毫無意義,個人的、銀行的、機關的,就連區塊鏈的秘鑰被試出來也就是分分鐘的事。。。
現有的加密算法
不過這是“ 現在”的密碼系統對比有了完善算法的“完全體”量子計算機的情況,現在真正意義上的量子計算機還沒影呢。
2000 年時IBM 首席科學家迪文森佐提出了量子計算機應該滿足的五條標準,可現在還沒誰能全部達標( 包括谷歌這次),谷歌這次的算法和密碼破解也沒一毛錢關係。
算力會進步,加密方式也在變強。
512 位的RSA 加密算法在1999 年就被破解了。
768 位的RSA 加密算法也只撐了10 年。
雖然目前廣泛採用的RSA 1024 還好好的,但居安思危,早有人提議啟用RSA 2048 ,甚至是RSA 4096 。
就連數字證書中常用的SHA-1 算法,在2017 年也被谷歌破解。
但,目前為止也沒見哪個國家的核彈密匙被盜用。
谷歌宣布攻破SHA-1 加密算法
退一萬步,量子計算的對手也該是同樣開掛的量子加密。
就像矛和盾,鐵矛刺穿木盾當然毫不費力,但因此就說矛比盾強,邊上的鐵盾肯定不樂意。
比如這塊盾
道理是這麼個道理,不過大家肯定還關心:咱們國家有鐵盾了沒,厚實不?
雖然量子計算方面各國還是一個你追我趕的狀態,但在量子加密領域我國可以說是一騎絕塵。
早在2016 年,我國就已經把量子衛星“ 墨子號”送上天,並在2017 年通過“ 墨子號” 與奧地利科學家進行了量子加密的視頻通話~
“ 墨子號” 獲美國科學促進會克利夫蘭獎,登上Science 封面
除了盾硬,矛也得造。政府的大力扶持,科技企業的不斷投入,我國在量子計算領域也穩坐第一梯隊。
阿里巴巴達摩院2017 年就和中科院合作成立了“ 中科院阿里巴巴量子計算實驗室”,與一眾科技巨頭爭奪“ 量子霸權”。
華為投入研究量子計算之餘,也在提升行業生態和人才基數:華為雲提供雲量子模擬,沃土計劃培養未來量子計算人才。
“ 量子霸權”才是個開頭呢,後面的科技競爭還需要源源不斷的人才支撐。
未來國內會成為適合各種人才成長的沃土
托尼沒這麼大本事弄出一大塊人才成長的沃土,但有平均水準超高的差友們啊!雖說沒誰看這麼篇文章就要努力研究量子科技去,但多少能讓更多人知道量子計算是怎麼回事。
哪怕只有一點點,社會關於量子科技的環境都在變好。
這就值了。
“ 悄悄告訴你,量子力學超有意思的,不信去學學”