“量子霸权”元年，价值到底有多少水分？

2020年为后”量子霸权”元年，世界对量子计算的投入持续上涨，技术和生态蓬勃发展，多个平台异彩缤纷。这一潮流将在2021年继续推高社会的关注和期待，量子计算的研究需要证明自身的实用价值；业界需要聚焦“后霸权”时代的使命：协同创新，解决众多的科学和工程难题，为早日到达量子纠错和实用优势两座里程碑铺路奠基。

据新华社报道，12月4日，中国科学技术大学宣布该校潘建伟等人成功构建76个光子的量子计算原型机“九章”，求解数学算法高斯玻色取样只需200秒，而目前世界最快的超级计算机要用6亿年。这一突破使我国成为全球第二个实现“量子优越性”的国家。

2020年为后“量子霸权”元年，世界对量子计算的投入持续上涨，技术和生态蓬勃发展。超导领军团队宣布了通往1百万比特的规划；其他平台也异彩纷呈。离子阱则通过系统集成和容错部件上有力演示，证明了和超导同台技艺的潜力。声子-超导混合比特也跻身业界采用的平台。如上潮流将在2021年继续涌动，多管齐下，奔向“后霸权”的两个里程碑：量子纠错和实用优势。

演示纠错的系统必须同时达到“多比特”、“高精度”和“高连接度”：至少几千个高质量、强关联的比特。量子比特数一直为大众关注重点；但只以比特数来衡量量子计算芯片的质量，好比“论画以形似”一样天真。“高精度”要求两比特的基本操作接近完美， “高连接度”要求比特以网格或更复杂的结构相互作用。

除了增量式进步外，2021年有望见证在这些维度上突破性的创新。比如基于新型设计的超高精度超导比特和扬弃目前线性结构的可扩展的2维离子阱。超导的另一场扬弃也可能在2021年播下种子：低温电子学的成熟将使得庞大和昂贵的室温电子学开始走向末路。

实用优势的探索将继续以模拟物理为主流，借助模拟对错误的宽容。冷原子和量子煺火系统等模拟量子计算平台有望连同数字平台一起，继续产生鼓舞人心的进步。

2021量子计算开源项目将以广泛和深入的贡献，大大降低学习和研究的成本，加速创新，并消减非科学因素撕裂量子社区的风险。量子计算还属于科学和工程并重的研究阶段，各个地区的科学家需要继续开放性研究，携手合作。

本文素材部分源自：大数据文摘