北京時間 2 月 13 日，WIRED 發表了一篇題為《Microsoft’s Big Win in Quantum Computing Was an 『Error』 After All》的文章引發了業內人士的關注，該文章指出：三年前，荷蘭物理學家兼微軟員工 Leo Kouwenhoven 發布的一則有關發現「天使粒子」馬約拉納費米子（Majorana fermion）存在的有力證據的論文存在問題，因為他們三年後發現無法找到該粒子，新的實驗數據出現在 Kouwenhoven 和其他 21 位合著者發表的一篇新論文。在隨附說明中，作者也表示三年前發表的論文或將以「技術錯誤」為由撤回。
WIRED報導截圖
新論文
這個消息之所以引發業內人士的廣泛關注，主要在於「天使粒子」對於量子計算領域發展的重要性。
在當初的研究中，微軟的研究人員表示發現了「天使粒子」馬約拉納費米子（Majorana fermion）存在的相當有力的證據，電子在他們的導線中分裂成半體，這對於讓微軟造一臺能夠工作的量子計算機而言是至關重要的。如果一切成真，至少說明在人工製備 / 調控、操縱量子態領域取得了巨大進展，有助於量子信息科學發展和應用。
當時，IBM、谷歌、英特爾等大公司（甚至還有一些初創公司）已經造出具有多個量子比特的量子計算機。微軟在這之中看起來是落後的，甚至沒有產生一個量子比特。
但是，雖然當時的谷歌有報導過 72 量子比特的計算機，但這些都是不精確的量子比特，來自外部環境的微小震動或能量都可能導致計算錯誤。而微軟的「拓撲」量子計算機可能能夠大大降低噪音。微軟量子計算業務發展總監朱莉·樂福（Julie Love）幾周前接受採訪時說：「我們的一個量子比特將會有 1000 個、甚至 10000 個嘈雜的量子比特那樣強大。」微軟的研究人員今年取得了一系列重要進展，包括這篇發表在《自然》論文。
可惜，該發現在今天看來是無法被證實的。WIRED 在報導中提到一位知情人士的說法是三年前的論文是研究人員犯錯所致，但並不是故意誤導大家。不過該說法尚未得到證實。
過去三年，其實也有很多研究人員對這一突破提出過質疑，但研究人員並未直接承認過有問題，比如物理學家 Sergey Frolov 就曾在推文中質疑論文中缺失數據。
量子計算作為一個快速發展的領域，表面上看，是從 1927 年海森堡（Heisenberg）提出的不確定性原理（Uncertainty Principle）開始的。1981 年在 IBM/MIT 會議上，理查德·費曼（Richard Feynman）的挑戰宣告了量子計算的神話階段。1994 年，彼得·秀爾（Peter Shor）證明了，相較於經典計算機，量子電路可以以指數級的速度對質因數進行分解，該領域迎來了第一次的實際突破。
多年以後，量子計算成為大型公司（IBM）、專業初創公司以及越來越多的 公共部門 的興趣所在。世界各國正對量子技術進行數十億美元的投資。之所以如此是因為，從政策制定到數據分析，一直到實驗物理和化學的一些最奇特的領域，這項新技術將產生顯著的影響。
你可能已經開始猜測，哪些行業最有可能被即將到來的量子革命顛覆，可以肯定的是，任何一個以複雜的邏輯問題為主要內容的行業都將首當其衝，受到的影響也最為嚴重。
舉例來說，由於量子計算的廣泛採用，網絡安全將會發生翻天覆地的改變，遠遠超出目前人們的認知範圍。即使是現在，也有人認為，作為一個社會，我們在採取措施保護自己的網絡安全方面相對隨意，即使撇開 那些在這方面做得不夠好 的人不談，也是如此。這種印象很可能會因後量子計算時代的現狀而變得更加複雜。加密規則將會在一夜之間被改寫。在現存的基於質因數分解的密碼系統中，沒有一個是量子計算機無法輕而易舉地攻破的。因此，密碼系統可能會變得更有創意（使用更多基於問題或網格的加密），我們有望看到轉向更安全的、基於量子計算的密碼系統，用於存儲有價值的信息以及防範黑客攻擊。
同樣，隨著量子計算的採用，任何重要的優化技術領域都將發生顯著的變化。任何資料庫都無法與量子計算機的處理速度相提並論。在 Grover 算法 等量子算法的推動下，量子搜索可以從資料庫中更全面地返回相關結果，只需對資料庫進行更少的查詢，而這正是經典計算機所無法完成的。不出所料，事實證明，在投資研究 量子計算的可能性 方面，Google 是最熱衷的一方。
當然，量子計算將使創新和研究的另一種可能性成為可能，因為有了量子計算，我們將有一個真實的環境來運行量子模擬。當然了，試圖用經典的方法來模擬量子環境肯定是不精確的，充其量也是非常低效的，而且隨著人們實驗野心的增長，在最有趣的程度上也是不可能實現的。如果有機會進入真正的量子計算環境，能夠準確地模擬和仿真量子條件，我們將看到依靠更好地理解量子力學的各種 化學 和 納米技術 取得指數級的進展。
每當技術的發展成為公眾討論的話題時，大家都想知道——「這個新裝置對機器學習的影響可能是什麼？」而且，如果你的審問官是一個更熱心的人，會問你「它有可能毀滅我們所有人嗎？」
按照傳統理解，機器學習將會被量子計算引入一個新時代——它已經是證明「量子霸權」（Quantum supremacy）主要倡議的主題。
一種整數因式分解的算法，已經被理解為量子計算的專利，將立即推翻任何傳統上對系統智能極限的理解，甚至是對非直覺模式的理解，而這種理解可以通過計算機實現。
量子計算機可以處理的數據量之大，可以很好地用於 機器學習。得益於量子技術，幾乎可以肯定的是，非監督學習和強化學習將會加速發展。正如我們所看到的，量子計算機能夠支持比經典計算機更雄心勃勃的算法，因此，就某些領域（如 製藥、生命科學和金融等領域）的利益而言，經典計算機的可能性已經接近枯竭。
量子計算並不是以未來的量子「桌面」開始和結束的：在量子計算研究的下一章中，基於量子現象的信息網絡在期待成果清單上佔據重要位置。
相對於量子密碼學來說，任何量子網際網路都要比經典網際網路快得多。它也會更安全；畢竟，正如 普林斯頓大學（Princeton University）的這份報告所指出的，「黑客試圖竊聽量子網際網路傳輸的任何嘗試都會擾亂它的狀態。」
量子糾纏的原理是量子計算機和量子網際網路可行性的核心。一個量子比特被非法觀測或幹擾？你將會有一個等價的「孿生」量子比特，它可以告訴你關於它的一切。在量子網絡中，一個量子比特的狀態會告訴你很多關於它與之糾纏的其他量子比特的信息，無論它們之間的物理距離有多遠。
其中建議的一種構建量子網際網路的可能手段，頗能激起人們的想像力。這是普林斯頓大學電子工程助理教授 Nathalie de Leon 的研究成果，她相信這種新型信息網絡的關鍵就在鑽石內。更具體地說，就是鑽石的瑕疵。
我們在鑽石閃閃發光中看到的顏色，其實就是鑽石的瑕疵；但是，只要稍微修改一下它們的化學組成（用一個矽原子代替兩個碳原子），這些缺陷區域就會變成完美的光子容器。換句話說，非常適合在量子網絡中傳輸信息。在一個可以想像的未來，我們會發現，自己通過鑽石的瑕疵，在量子網絡上進行通信。
除卻速度和安全性，由於量子計算機的消耗率較低，量子網際網路可以意味著相當大的能源節約。目前，網際網路的消耗的電量 約佔全球總用電量的 10%，如果將 數據中心 和 雲計算 的額外能源成本考慮在內，這個比例還會更高。單個量子計算機單元不僅比經典計算機單元的能耗更低；它們還有自己的 架構和雲系統 空間，這兩者都可以代表著少量但直接的全球數字碳足跡的減少。
正如我們已經看到的那樣，量子計算作為一種獨特的技術領域，有著巨大的顛覆性潛力，而且看起來，這種顛覆性中很大一部分將是累加性和積極性的，從而增加了整體知識資本，並增強現有的流程和基礎設施，而不是將其一掃而空。
很難想像有哪個科技研究領域的創業門檻比量子計算還高。儘管如此，還是有一些有前途的公司以量子計算應用為核心，他們都得到了風險資本的大力支持。即便微軟的這次事件對量子領域帶來了一些打擊，但這依舊會是廣大科技巨頭們努力的方向。
參考連結：
https://www.wired.com/story/microsoft-win-quantum-computing-error/amp
https://arxiv.org/abs/2101.11456
今日薦文點擊下方圖片即可閱讀
你也「在看」嗎？👇