新華社倫敦10月24日電　新聞分析｜谷歌宣布的“可驗證量子優(yōu)勢”能很快實現應用嗎

新華社記者郭爽

想象一下，你正在海底尋找一艘失蹤的船只。聲吶會給你顯示一個模糊輪廓，表明那里有一艘沉船。如果有新技術不僅能找到沉船，還能讀出船體上的銘牌，該是多大的進步？

“這就是我們實現的最新重大算法突破?！泵绹雀枇孔尤斯ぶ悄軐嶒炇已芯繄F隊22日在英國《自然》雜志上發(fā)表論文宣布，通過運行突破性的“量子回聲”算法取得了首個“可驗證的量子優(yōu)勢”，這標志著“（量子計算）朝著首個實際應用邁出了重要一步”，并認為這一突破為量子計算機在未來5年內實際應用鋪平了道路。

這項突破性成果“可用于了解從分子到磁體再到黑洞等自然界系統結構”，引發(fā)了廣泛關注。但一些研究人員對谷歌公司再次宣稱的量子優(yōu)勢，以及未來數年內即可實際應用的前景持審慎態(tài)度。

并非首次宣稱量子優(yōu)勢

量子優(yōu)勢又稱“量子優(yōu)越性”，通常指量子計算不僅在理論上具備更快的運算速度，而且在解決具有經濟或科學價值的實際問題中展現出超越傳統計算機的性能。

這并非谷歌首次宣稱實現量子優(yōu)勢。2019年10月，谷歌團隊在《自然》雜志上宣布，他們研制出一個包含53個有效量子比特的處理器“西克莫”，它在測試中僅用約200秒就完成當時全球最好的超級計算機需要約1萬年才能完成的計算任務。

2024年12月，谷歌宣布研發(fā)出運算能力超強、適用量子計算機的“威洛”芯片，宣稱這種芯片只用5分鐘即可完成現有運行速度最快計算機要10堯（10的25次方）年才能完成的任務。此外，“威洛”芯片還有突出的糾錯能力，為研制“實用的大規(guī)模量子計算機”鋪平了道路。

但量子計算領域對此仍存疑問：除了能解決數學難題之外，量子計算機是只能在實驗室內演示，還是真的具備產生“殺手級應用”的潛力？

谷歌研究團隊說，新突破的核心價值首先在于運行速度更快：“量子回聲”算法在“威洛”芯片上的運行速度比世界上最快的超級計算機之一——美國“前沿”計算機上運行的最佳經典算法快約1.3萬倍。其次，這種算法具有可驗證性，意味著可在同等水平的量子計算機上得到相同答案，從而確認結果的準確性，這為可擴展驗證打下基礎，使量子計算更接近實用化。

有望加速應用落地？

谷歌研究團隊與美國加利福尼亞大學伯克利分校合作演示的一個應用場景是拓展核磁共振技術的潛力，以獲得更多關于分子結構的信息，相關原理驗證的實驗過程已發(fā)布在預印本網站arXiv上。研究團隊表示，正如望遠鏡和顯微鏡讓人們看到此前未知的世界，這項實驗展示了“量子鏡”的潛力，能幫助研究人員觀測從前無法看到的自然現象。

研究團隊說，量子計算增強的核磁共振技術未來有望在藥物研發(fā)中發(fā)揮作用，用于研究藥物與靶點的結合機制；也可在材料科學領域用于分析新型材料（如聚合物、電池組件或量子芯片材料）的分子結構等。

“5年內，我們就能看到只有量子計算機才可能實現的實際應用。”谷歌量子人工智能實驗室負責人哈特穆特·內文在發(fā)布會上樂觀預測。

不過，一些研究人員對谷歌宣布的“突破性進展”持審慎態(tài)度，認為這么快就承諾實際應用還為時過早。美國紐約大學量子物理學家德萊斯·澤爾斯說，舉證的任務還很重，盡管這篇論文“認真”測試了多種經典算法，但還不能證明不存在更高效的經典算法?！拔覀€人認為，這不足以做出如此大膽的宣言?！?/p>

美國達特茅斯學院量子物理學家詹姆斯·惠特菲爾德也表示，這項技術進步令人印象深刻，但認為它能立刻解決一些具有經濟可行性的問題“有點牽強”。

科技的進步從來都是漫長的歷程。自諾貝爾物理學獎獲得者理查德·費曼1981年首次提出量子計算機構想以來，各國科學家在量子計算領域不斷取得重大突破，但研發(fā)出具有實用性的通用量子計算機，恐怕仍有不短的路要走。