量子计算引硅谷科技巨头竞相投资：量子计算机会是没结果的赌注吗？
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【划重点】
（本文约8000字 ， 阅读全文大约需要7分钟）
【编者按】量子计算机曾经被认为是不可能实现的梦想 。 但自1981年费曼首次提出量子计算机的概念之后 ， 经过数十年的努力 ， 谷歌、微软以及IBM等科技巨头正在将其变为现实 ， 并期待用量子计算机模拟自然 ， 甚至解决气候变化等大问题 。
以下为文章正文：
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2019年6月4日 ， 塞尔吉奥·博伊索(Sergio Boixo)召集谷歌量子研究团队的同事们召开紧急会议 。 身处南加州两个办公地的团队成员已经花了近十年时间 ， 想要根据量子力学规律打造出一台真正可运行的量子计算机 。
几个月来 ， 谷歌一直在不断接近所谓“量子霸权”的里程碑——也就是说 ， 量子计算机可以完成的工作能够超越世界上最好的传统超级计算机 。 但是谷歌量子团队现在面临着一个问题 。
博伊索是一个留着灰白胡子的高个子西班牙人 。 他设计了一个传统计算机几乎不可能完成、但对谷歌Sycamore量子处理器来说很容易的实验 。 整个实验过程很顺利 ，2019年4月底谷歌似乎就要实现量子霸权 。 但在5月31日 ， 谷歌内部的一个并行团队发现 ， 对于一台传统计算机来说 ， 这项任务实际上比想象的要简单100万倍 。 事实是他们的量子处理器无法借助这个问题击败传统超级计算机 。 “我有点惊慌 ， ”博伊索说 。 “但每个人都非常理解 。 ”
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7个月后 ， 穿着休闲裤和粉色毛衣的博伊索坐在谷歌圣巴巴拉实验室外的野餐长椅上 ， 和同事们就这一短暂挫折开着玩笑 。 量子硬件工程师安东尼·梅根特(Anthony Megrant)曾在美国陆军服役过一段时间 。 去年6月初 ， 当他休完陪产假回来后 ， 发现整个实验室一片慌乱 。 “我当时说 ， 真的吗？我才走了一个星期而已！”梅根特笑着说 。
2019年6月7日 ， 谷歌量子研究团队重新设计了任务 ， 并编程到Sycamore量子处理器中 。 这个比大拇指指甲还小的芯片放置在巨大低温恒温器的底部 ， 低温恒温器的作用是将芯片冷却到比外太空还要低的温度 。 在谷歌位于圣巴巴拉那座低矮的米黄色大楼里 ， 有五部这样的设备 。 建筑内的墙上挂着冲浪板 ， 一群人正在以著名物理学家理查德·费曼（Richard Feynman）命名的会议室里玩《任天堂明星大乱斗》游戏 ， 各式各样的吊灯从天花板上垂下来 ， 每一个都涂着谷歌公司的代表色 。
在显微镜下 ， Sycamore芯片看起来和其他银黑相间的芯片没有什么两样 。 但在2019年6月13日 ， 这款量子处理器实现了曾经被认为是不可能达到的目标 。 安置在绿色低温恒温器内的一个Sycamore芯片完成博伊索设计的任务 ， 其在3分20秒的时间内完成世界顶级超级计算机大约需要10000年时间才能完成的计算 。 当这则消息于2019年9月泄露时 ， 立即成为全球的头条新闻 ， 并在不断增长的量子计算领域引发了巨大争议 。 “有些人真的认为我们所做的事情或下一步是不可能的 ， ”梅根特说 。
从费曼到埃克特
1981年5月6日 ， 著名物理学家理查德·费曼(Richard Feynman)在位于帕萨迪纳市的加州理工学院作了一场演讲 ， 内容是关于如何模拟自然的挑战 。 费曼是量子力学的领军人物 ， 这个学科研究的是物理学在微观尺度上所发生的各种奇怪事情 。 在亚原子层面 ， 大自然不再遵守我们所熟悉的宏观法则 。 电子和光子有时表现得像波 ， 有时又像粒子 。 在对研究目标进行测量之前 ， 它们甚至可以同时呈现出两种状态 ， 或者同时出现在两个地方 ， 这种现象被称为量子叠加 。 大自然的核心就在于其不确定性 。
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