Tech点评｜中国凭技术登上「量子霸权」宝座

中美科技较量关键不是半导体芯片，是看谁抢先达到「量子霸权」，这个项目不设亚军，优势全归于王者。中国量子科技实力，不是不能说的秘密，反而一向高调，主要是让大家知道，美国冥顽不灵的科技霸道思维，已经不合时宜。

中国近日宣布研发出量子电脑「祖冲之二号」，要比最快的超级电脑快1000万倍，比Google的量子电脑快100万倍。这有什么意义呢？中国把美国公司曾经拥有的「量子霸权」夺取过来，这是决定中美科技战最终谁是胜利者的关键。故事从2019年9月说起，Google发布研制完成量子电脑的原型机，命名为「悬铃木」（Sycamore）。资料显示，「悬铃木」包含54个量子位元（qubit）的芯片，只需用3分20秒的时间内完成一项极难的运算——换作用今天最先进的超级电脑 Summit来运算，起码要花足一万年——Google理论上已达到了「量子霸权」。

  我们先科普一下相关的术语和名词︰Google关键在于发明了一个54量子位元的芯片，根据2012年量子学家 John Preskill 提出的理论，电脑达到50量子位元或以上，「运算能力将超越世上所有电脑，能解决全何目前电脑解决的问题」这就是所谓的「量子霸权」（Quantum Supremacy），当时中国的量子电脑能做到的是大概48个量子位元。Google更乐观表示，其量子芯片有可能实现「量子摩尔定律」，即是性能每几年就翻一倍。

  传统电脑的运作原理就是电晶体可以控制电子流的开关，即是 0 即 1 的「开关」，这称之为位元（bit）。量子电脑也是使用0跟1，但与之不同的是，量子位元是0与1可同时计算。传统系统中，一个位元在同一时间，不是0，就是1，但量子位元是0和1的量子的「叠加状态」（Superposition)，即是「同时是0和1」。这是量子电脑计算的特性。冲破了0与1的门限，量子叠加（0与1同时出现）产生非常复杂和多样的效应，将令电脑速度超出想像。

中国的量子技术原来不比美国落后，中国科学院院士、量子专家潘建伟于2020年9月8日在西湖大学发布量子电脑研发现况时表示︰「我们刚刚完成了对50个光子的玻色取样，相比Google的『量子霸权』大概可以快100万倍。」——玻色取样（Boson Sampling）是一门利用光子作用运行的量子计算技术，Google是用「随机线路采样」（Random Circuit Sampling）技术。

潘建伟的100万倍速量子电脑已经事先宣扬，但当时没有进一步透露有关技术详细，事隔一年多，中国就把夺取「量子霸权」的消息完整地公布出来︰中国超导量子计算研究团队构建了66量子位元的「可编程超导量子计算原型机」，即是「祖冲之二号」。

中国的量子技术还不止于此，据悉，技术研究团队构建了更强性能的量子计算原型机「九章二号」。中国科学技术大学教授陆朝阳表示，「九章光量子计算机光子增加到了113个光子，比超级计算机快亿亿亿倍。」

以上内容，撇除那一大堆天文数字，管它什么亿亿亿倍，什么量子、光子的东西，简单接收一个信息就够了︰中国已经不落后于美国。再补充一段资料︰2020年习近平主席示意︰「加强量子科技发展战略谋划和系统布局，把握大趋势，下好先手棋。」这手棋已经实现了。

深蓝

原文刊于《巴士的报》