IBM反驳“量子霸权” 沉默良久的谷歌正面“刚”了

原标题：IBM反驳“量子霸权” 沉默良久的谷歌正面“刚”了 来源：财联社

《科创板日报》（上海，编辑 霈亭）讯，还记的上个月被谷歌研究员宣称发现的“量子霸权”（quantum supremacy）吗？这个曾占据各大媒体头版头条的重大发现让IBM和谷歌“battle”了起来。

最新剧情是，面对IBM的反驳，谷歌重申自己实现了“量子霸权”，其完整的研究论文发表在了权威杂志《自然》上。采访时，谷歌CEO桑达尔皮查伊还表示，当年莱特兄弟飞机只翱翔了12秒，不实用却证明了飞机飞行的可能性。

这一说法似乎是针对IBM本周在博客和论文中“谷歌实验存在缺陷”这一说法的反驳。

图|IBM研究人员论文截图

谷歌称实现“量子霸权” IBM反驳

时间回到上个月，据外媒报道，IBM宣布，将于10月中旬正式发布拥有53个量子比特的可商用量子计算机，通过云端向客户开放。随后，谷歌研发团队在一篇论文中透露，已首次实现量子霸权。

谷歌研究员声称，其实验证明了量子计算机的优越性，仅用200秒采样一百万次量子电路实例，而世界第一传统超级计算机则需一万年。

谷歌并没有在后续对此事作出回应，这一论文也被删除，但这一事件却迅速引发公众热议，被看作又一里程碑式发现。英国政府的量子技术顾问SteveBrierley还评价称，“这是第一次有人证明，量子计算机的性能真的能超过经典计算机，是个了不起的成就。”

不过，IBM的研究主管DarioGil迅速对谷歌的“量子霸权”提出质疑，其表示“该实验和‘霸权’这种字眼几乎会对所有人产生误导。”

到了本周，IBM方直接甩出一份论文，通过列举详实的证据来表达自己的态度。

针对谷歌声称的“一台最先进的超级计算机将需要大约1万年的时间来执行相同的任务。”IBM认为，2.5天之内就能在经典（超算）系统上执行和（和谷歌量子计算机）同一任务的理想仿真，且保真度更高。“实际上，这是一个保守的、最坏的情况下的估计，而且我们期望通过进一步的改进，能进一步降低模拟的成本。”IBM表示。

IBM认为，“量子霸权”的特殊概念是基于执行一个随机量子电路，该电路的大小无法用任何可用的经典计算机进行仿真。谷歌假定超级计算机会受到系统内存存储数据量的限制，并未对能够克服这种限制的大量磁盘存储空间作出解释。

“量子霸权”的概念展示了量子计算机独有的资源，比如直接达到纠缠和叠加。但是，经典计算机拥有自己的资源，如硬件中的存储层次结构和高精度计算、各种软件资产以及广泛的算法知识库，在将量子（计算机）与经典（超级计算机）进行比较时，利用所有这些功能非常重要。

当与经典计算机进行比较时，谷歌依赖于先进的仿真，该仿真利用了并行性、快速且无错误的计算以及庞大的聚合RAM，但未能充分考虑大量的磁盘存储。

相反，IBM的Schrödinger式经典仿真方法同时使用RAM和硬盘空间，来存储和操纵状态向量。其的仿真方法采用的性能增强技术包括电路划分、张量缩并递延、门聚合和批处理、聚合通信的精心协调以及众所周知的优化方法（例如缓存块和双缓冲），以使通信遍历交叠于混合节点的CPU和GPU组件之间进行计算。

简单来说，IBM认为谷歌的“量子霸权”实验存有缺陷，量子计算机还未达到“完成传统计算机无法做到的事情”。同时，IBM还顺便表达了对“量子霸权”一词被广泛误解的担忧。

“我们已经有足够的证据表明‘量子霸权’一词被广泛误解并引起越来越多的混乱，因此我们敦促社区处理有关量子计算机第一次做到这一点的主张。”IBM研究员在论文中写道。

“量子霸权”成为焦点背后：量子计算发展空间巨大

何谓“量子霸权”？这个词语由加州理工学院的量子理论学家John Preskill于2012年提出，最初的含义是指量子计算机可以完成传统计算机无法完成的工作。也就是说，量子计算机具有量子优势，拥有超越经典计算机的计算能力。

现如今，量子计算似乎已成为全球关注的重点。有业内人士指出，未来，量子计算机将在人工智能、大数据处理、信息搜索、生物制药、物流优化等领域发挥重要作用。

据36Kr报道，在过去的6年里，对量子计算创业公司的投资总额交易总额增长了200%以上，从2013年的7起增长到2018年的24起。在2018年的顶级交易中，Rigetti Computing在8月份筹集了5000万美元的C系列。

另外据外媒报道，三星正领衔为量子计算初创公司IonQ进行新一轮5500万美元的融资。据了解，IonQ的方法有望实现所谓的通用量子计算机，这是一种尚未实现的机器，有望在未来几年产生巨大的科学和商业突破，例如新的药物和材料。

在本次谷歌回应中，CEO皮查伊也展望了量子计算的未来。他认为，“量子霸权”和“人工智能”两个领域都处于早期研究阶段。“人工智能在构建更大的模型、更一般化的模型以及需要什么样的计算资源方面有令人兴奋的研究题目。我认为人工智能可以加速量子计算，量子计算可以加速人工智能，我认为这是我们需要的，最终解决我们面临的一些最棘手的问题，比如气候变化。”

除了谷歌、IBM这类国外公司，目前国内的阿里巴巴、腾讯、华为等企业也成立了量子计算机的研发团队。

据科技日报报道，量子通信和量子计算机已被我国列入“科技创新2030—重大项目”，量子信息科学国家实验室的建设工作也正在推进。

如今谷歌方针对IBM此篇有理有据的文章作出了正面回应，不知接下来这场属于量子计算巨头间的“battle”将如何演绎。