近日，兩個科技界大佬在量子計算領域的爭論成為熱門話題。谷歌在《自然》（Nature）雜誌上發表論文，正式聲明自己以實現量子霸權。而IBM 連發駁斥，認為谷歌這是在炒作。兩家重量級企業，加上量子計算，再加上亮眼名詞的出現，很容易讓網友們紛紛放下手中的瓜，拿起鍵盤飛速搜索“什麼是量子霸權”。

什麼是量子霸權

Quantum Supremacy，中文翻譯為量子霸權，這裡的“霸權”並不是我們常理解的霸權主義的那個“霸權”，量子霸權屬於專有名詞，意思是在處理同一個問題時，量子計算擁有了超越所有經典計算機的計算能力，實現了量子計算機的特有優勢。

在物理實驗上，迄今還沒有任何一台量子裝置在實際實驗中展現出這種能力。誰能夠證明這種能力，誰就能號稱實現量子霸權。

而實現量子霸權，將代表超越經典的量子計算能力從理論走進實驗，標誌著一個新的計算能力飛躍時代的開始。當前實現量子霸權絕非易事，而且，實現量子霸權也只是一個開始，離實現實際的量子計算機尚有很大距離。

自2011年John Preskill教授在一次演講中提出“量子霸權”的概念，IBM、Google、Intel、微軟，以及一些創業公司就開始加大對量子計算的投資和研發；該領域的競爭也越來越激烈。

中國最先開啟量子霸權標準的研究。2018 年9 月，國防科技大學吳俊傑團隊與上海交通大學金賢敏合作研究成果在《國家科學評論》發表，報導了玻色採樣案例的稱霸標準。該項研究中，吳俊傑與金賢敏在天河二號超級計算機上完成了玻色採樣問題的核​​心難題——積和式的求解。實際測試的問題規模達到48 個光子，並推斷出天河二號模擬50 個光子的玻色採樣需要約100 分鐘。也就是說，一旦實際的量子物理裝置實現了每組樣本100 分鐘以內50 光子的玻色採樣，就在求解這個問題上超過了天河二號，實現了量子霸權。

大佬之爭

2019 年9 月20 日，科技巨頭谷歌向NASA 提交一份報告，稱其研發的量子計算機成功在3 分20 秒時間內，完成現存最先進的傳統超級計算機Summit 需1 萬年時間處理的問題，全球首次實現量子霸權。

不過該報告後續引發了較多爭議，最終並未獲學界認可。

創造出“量子霸權”這個術語的John Preskill 教授警告，這一成果目前還僅存在於谷歌的論文中，並不代表量子計算機會在現實生活中有此等表現。後來，這篇論文被NASA 刪除。有消息稱，論文被刪是因為谷歌的研究尚未經過同行評審和討論就被NASA 發表；這是不符合流程的。另一方面，谷歌和NASA 都拒絕證實論文的真實性。

2019 年10 月23 日當地時間週三，谷歌在《自然》（Nature）雜誌上發表的一篇論文中正式聲明，其位於加州聖巴巴拉的研究實驗室已經實現量子霸權，這也是科學家們自上世紀80 年代以來一直在努力實現的目標。谷歌的量子計算機完成了傳統計算機無法完成的任務。

根據谷歌的說法，這項計算任務將花費世界上最快的超級計算機10000 年的時間。這一次的計算幾乎沒有實際用途，有實際用途的量子計算機問世還有很多年的時間，技術障礙是巨大的，即使如此，它們也可能只在某些任務上擊敗傳統計算機。

但是，谷歌這一研究仍然是一個重要的里程碑——谷歌首席執行官皮查伊將其比作萊特兄弟12 秒鐘的首次飛行。

谷歌為什麼突然要加重語氣把這個問題再申明一遍呢？答案是為了回懟IBM。

作為在量子計算領域的資深玩家，IBM 在上月谷歌聲稱“實現量子霸權”時就提出了質疑。埋頭閉關一個月後，IB​​M 近日在Arxiv 上發表了一篇由五名研究人員合著的論文來駁斥谷歌的觀點。

IBM 在論文中批評道，谷歌聲稱自己實現量子霸權的說法具有誤導性，讓人們以為自己進入了一個新的計算時代，而量子計算機和經典計算機之間的巨大差異並不會讓兩者分割，而是在未來協同工作。

谷歌公司聲稱的“量子霸權”存在巨大缺陷，並沒有完全利用現代超級計算機的計算能力，Summit 完成谷歌聲稱的計算只需要2 天半，根本用不著一萬年。

雖然，IBM 本次拆台谷歌看起來似乎是一個充滿挑釁的舉動，但IBM 頂級量子研究人員兼量子計算總裁（也是本次論文的合著者之一）Jay Gambetta 表示，他們的動機主要是基於技術問題；更重要的是對“量子霸權”這種說法的不滿，而不是存心與穀歌對抗。

“霸權”與“優勢”

大家也都看出來了，Quantum Supremacy 中的Supremacy 一詞，本身就有至高無上的意思，也不怪中文直接把它翻譯為霸權，把它的標準翻譯為稱霸標準，但是這太容易引發誤會和反感了。

畢竟歷史上敢稱霸的東西最後都被打成了渣。

就連John Preskill 教授自己最近也開始反思“量子霸權”一詞的不妥之處。

IBM 也提出了自己的意見，認為“霸權”和“實現量子霸權”等字眼會誤導公眾。首先，正如上文所提到的，真正的量子霸權尚未實現；其次，每種計算機都具有其獨特的優勢，因此，量子計算機也不會凌駕於傳統計算機之上。所以在谷歌聲稱實現量子霸權的時候，IBM 也提出了另一個概念，叫做量子優勢（Quantum Advantage），聽起來是不是更好接受一點？

而學界認為，IBM 提出的量子優勢，與量子霸權已經不屬於一個概念範疇。量子優勢針對的是真實的應用場景，展現出量子計算超越經典計算的能力。言下之意，就是量子優勢不僅要體現出計算能力的碾壓，還得催生出商業價值來。所以IBM 的研究之路與穀歌又有所不同，主要是聯合了多家大型企業研究部署量子計算雲平台，快速實現商業價值。

兩個名詞的背後，是兩個不同的研究方向，或者說兩種不同的利益驅使。

不管是量子霸權也好，量子優勢也好，沒有人能預測它在什麼時候到來，我們只需要知道，有關它的真實研究成果，最終影響的是國家乃至世界的量子技術發展格局。量子計算很有可能成為第四次工業革命的其中一個分支，所以各方大佬都很急，但急也沒有用，重要的還是尊重科研規律。