Tech點評｜中國憑技術登上「量子霸權」寶座

中美科技較量關鍵不是半導體芯片，是看誰搶先達到「量子霸權」，這個項目不設亞軍，優勢全歸於王者。中國量子科技實力，不是不能說的秘密，反而一向高調，主要是讓大家知道，美國冥頑不靈的科技霸道思維，已經不合時宜。

中國近日宣布研發出量子電腦「祖沖之二號」，要比最快的超級電腦快1000萬倍，比Google的量子電腦快100萬倍。這有什麼意義呢？中國把美國公司曾經擁有的「量子霸權」奪取過來，這是決定中美科技戰最終誰是勝利者的關鍵。故事從2019年9月說起，Google發布研製完成量子電腦的原型機，命名為「懸鈴木」（Sycamore）。資料顯示，「懸鈴木」包含54個量子位元（qubit）的芯片，只需用3分20秒的時間內完成一項極難的運算——換作用今天最先進的超級電腦 Summit來運算，起碼要花足一萬年——Google理論上已達到了「量子霸權」。

  我們先科普一下相關的術語和名詞︰Google關鍵在於發明了一個54量子位元的芯片，根據2012年量子學家 John Preskill 提出的理論，電腦達到50量子位元或以上，「運算能力將超越世上所有電腦，能解決全何目前電腦解決的問題」這就是所謂的「量子霸權」（Quantum Supremacy），當時中國的量子電腦能做到的是大概48個量子位元。Google更樂觀表示，其量子芯片有可能實現「量子摩爾定律」，即是性能每幾年就翻一倍。

  傳統電腦的運作原理就是電晶體可以控制電子流的開關，即是 0 即 1 的「開關」，這稱之為位元（bit）。量子電腦也是使用0跟1，但與之不同的是，量子位元是0與1可同時計算。傳統系統中，一個位元在同一時間，不是0，就是1，但量子位元是0和1的量子的「疊加狀態」（Superposition)，即是「同時是0和1」。這是量子電腦計算的特性。衝破了0與1的門限，量子疊加（0與1同時出現）產生非常複雜和多樣的效應，將令電腦速度超出想像。

中國的量子技術原來不比美國落後，中國科學院院士、量子專家潘建偉於2020年9月8日在西湖大學發布量子電腦研發現況時表示︰「我們剛剛完成了對50個光子的玻色取樣，相比Google的『量子霸權』大概可以快100萬倍。」——玻色取樣（Boson Sampling）是一門利用光子作用運行的量子計算技術，Google是用「隨機線路採樣」（Random Circuit Sampling）技術。

潘建偉的100萬倍速量子電腦已經事先宣揚，但當時沒有進一步透露有關技術詳細，事隔一年多，中國就把奪取「量子霸權」的消息完整地公布出來︰中國超導量子計算研究團隊構建了66量子位元的「可編程超導量子計算原型機」，即是「祖沖之二號」。

中國的量子技術還不止於此，據悉，技術研究團隊構建了更強性能的量子計算原型機「九章二號」。中國科學技術大學教授陸朝陽表示，「九章光量子計算機光子增加到了113個光子，比超級計算機快億億億倍。」

以上內容，撇除那一大堆天文數字，管它什麼億億億倍，什麼量子、光子的東西，簡單接收一個信息就夠了︰中國已經不落後於美國。再補充一段資料︰2020年習近平主席示意︰「加強量子科技發展戰略謀劃和系統佈局，把握大趨勢，下好先手棋。」這手棋已經實現了。

深藍

原文刊於《巴士的報》