CNCC技術論壇：後量子霸權階段的量子計算

量子計算與量子計算機進展隨議

以我這個狀態，今天也是「鬥膽」就量子計算進展做一些議論，其目的是為了引起社會思考，有助於量子計算等科技的發展，同時也是為了讓讀者了解CCF的CNCC上即將舉辦的「後量子霸權階段的量子計算」技術論壇。由於我相對外行，肯定有很多描述不當之處，還請讀者批評指正，如果要聽真正的專家講解，還是可以到CNCC去聽講、提問或參與討論，該技術論壇的相關信息請訪問CNCC網站（cncc.ccf.org.cn）。

量子計算為何又被稱為量子霸權，實現量子霸權對未來產生哪些影響

量子計算機如果成熟，其計算和儲存能力將成萬億倍超越傳統經典計算機。據科學家估算，只要實現50個量子比特的操控，即可超越傳統經典計算機，實現量子霸權。這裡的量子霸權是量子系統對其對應的經典系統的霸權, 字面上並非是國與國之間的霸權關係。

九章，爭搶量子霸權

所謂「量子霸權」（Quantum supremacy），更準確的翻譯是「量子優勢」或「量子優越性」。跟傳統意義上的「霸權」沒關係，而是用來形容量子計算機相較於傳統計算機碾壓級別的計算能力優勢。如果量子計算機可以解決經典計算機上無法解決的問題，不論這項任務本身是什麼，是否有實際的意義，那麼就代表實現了「量子霸權」。

中國量子計算原型機「九章」問世，實現「量子霸權」

當前，研製量子計算機已成為世界科技前沿的最大挑戰之一，是歐美發達國家角逐的焦點。這當中，量子計算研究的第一個階段性目標，是實現「量子計算優越性」（亦譯為「量子霸權」），即研製出量子計算原型機在特定任務的求解方面超越經典的超級計算機。

一文讀懂「量子霸權」|量子計算機|算法_網易訂閱

量子霸權這一概念加劇了媒體與科技公司對量子技術的炒作，其提出者Preskill也因此開始反思這個概念是否合適。　　近年來，谷歌、IBM等公司紛紛對外宣稱成功開發出了大數量（50以上）量子比特的量子計算原型機。然而，實現量子計算的關鍵參數不僅僅是量子比特的數目，還有系統的保真度。

量子計算機控制系統問世,「量子霸權」仍任重道遠

所謂「量子霸權」是指，當量子計算機發展到50個比特時，計算能力將超越全球最快的傳統計算機，實現「稱霸」。按照國家對量子信息科技在「十三五」期間的統籌安排和整體部署，科技創新2030「量子通信與量子計算機」重大項目的必要性和可行性都已得到充分論證。

谷歌的量子霸權：或將讓量子計算機，開啟計算領域新紀元？

谷歌科學家稱已經實現了一種近乎神話的計算狀態，在這種狀態下，新一代量子計算機性能大大超過了世界上最快的超級計算機，也就是所謂的「量子霸權」。一個在谷歌Sycamore機器上工作的專家團隊表示，他們的量子系統在200秒內完成了一個計算，而一臺經典計算機需要1萬年才能完成。

「量子霸權」在「霸權」什麼？

同時，「九章」也等效地比谷歌去年發布的53個超導比特量子計算機原型機「懸鈴木」快一百億倍。這一突破使我國成為全球第二個實現「量子霸權」的國家，也將量子計算研究推進下一個裡程碑。「九章」得以成為世界級重大科研成果，再一次，關於量子計算、量子霸權的討論紛至沓來。「量子霸權」在「霸權」什麼？我們何時才能實現「量子霸權」？

IBM駁斥谷歌,量子霸權 VS 量子優勢,量子計算離我們還有多遠?

撰文 | 無邪（量子計算領域研究人員）兩個大佬級的科技公司正在全力推進量子計算機的研發，Google提「量子霸權（quantum supremacy）」，IBM提「量子優勢（quantum advantage）」，這兩種提法是一個意思嗎？量子霸權給人感覺就很霸道啊，是不是量子霸權就比量子優勢更為激進呢？

一次看懂「量子霸權」，中國「量子軍團」後來居上

在下面的表格裡，美國國家標準與技術研究院（NIST）歸納了量子計算帶來的影響。「量子霸權」的各個階段第一個階段就是「量子霸權」階段，你們沒看錯專用型量子計算機針對特定問題的計算能力超越所有經典計算機，科學家將這一成就稱為「量子霸權」。看到這裡大家是否有些失望？

量子霸權到底是什麼？

最近，全球知名科技期刊《麻省理工學院技術評論》公布了2020年「全球十大突破性技術」的榜單。當今網際網路老大谷歌公司，在2019年成功演示的「量子霸權」技術成功入選。《麻省理工學院技術評論》在國人心中，確實沒有《科學》、《自然》等國際科技期刊有名。

霍尼韋爾在量子計算機方面的研究工作始於2014年，研究焦點主要為一種被稱為離子阱的量子技術，這項技術通過電磁場將離子懸浮在空中，並離子的運動來傳輸信息。在2019年5月份，霍利韋爾方面就宣布該技術達到了創紀錄的高保真量子操作，與競爭對手的量子計算機相比，不同之處在於，霍尼韋爾可以通過一種稱為「中間電路測量」的功能來改變計算的中遊階段，就像計算機的「if-then」決策點一樣，它可以在不同情況下沿著不同的路徑發送計算。這為量子算法開闢了新的可能性。

中國量子霸權成果遭谷歌量子計算之父質疑

科學家們對九章實現量子優越性的努力表示讚賞，但它是否可編程和實用？在當今的全球科學事業中，這種情況通常要等到全世界的科學家群體能夠發表意見時才會發生，特別是在量子科學這樣複雜的領域。而這個共同體開始對中國的量子霸權主張進行評價。約翰-馬蒂尼斯（John Martinis），他的團隊去年領導谷歌在量子霸權上的努力，他說，最新的量子霸權努力 "陪審團還沒出來"。

量子科學是未來的最大變量和地位霸權

一、為什麼說「量子科學」是未來十年最大的變量？從1900年至今，過去120年間，「量子科學」經歷了兩個基於階段：基於工業社會和後工業社會的第一次「量子科學革命」；基於信息社會和經濟與數字經濟的第二次「量子科學革命」。1. 第一次「量子科技革命」。第一次「量子革命」開始的1900年，工業革命方興未艾，美國成為工業大國，引領世界潮流。

量子計算原型機「九章」問世，超越谷歌「量子霸權」

中國科學家實現「量子計算優越性」，取得裡程碑式進展《科學》雜誌審稿人評價該工作是「一個最先進的實驗」「一個重大成就」，也得到國際物理學界廣泛認可和讚譽本報訊（首席記者許琦敏）實現「量子計算優越性」（即「量子霸權」），中國科學家取得裡程碑式進展——成功構建了76個光子的量子計算原型機「九章」，實現了具有實用前景的「高斯玻色取樣」任務的快速求解。

「量子霸權」與「量子優勢」那個才是未來？

隨著時代發展，傳統計算機性能的提升越發困難，光子計算、量子計算、生物計算等新的技術引發了業界關注。量子計算被認為能夠解決傳統計算不能解決的問題，科學家和公司正朝著被稱為量子至上的計算裡程碑而努力。量子計算的前景在20世紀80年代得到認可，至今仍未實現。量子計算機難以設計、建造和編程。

「量子霸權」指的是什麼？

「量子霸權」指的是什麼呢？一般認為，如果量子計算機在「某些特定問題」上（例如上文提到的隨機量子線路採樣）的計算能力超過了傳統計算機，那麼就被認為實現了「量子霸權」。專家估計，如果量子計算機能操控超過49個量子比特，其在某個特定問題上的計算速度就有可能超過包含超級計算機在內的任何傳統計算機。

打破量子霸權，潘建偉團隊光量子計算快美國谷歌百萬倍

9月8日消息，據安徽日報報導，中國科學技術大學常務副校長、中國科學院院士、西湖大學創校校董潘建偉教授9月5日在西湖大學首場公開課演講上向公眾透露光量子計算最新進展：他帶領的研究團隊已經實現了光量子計算性能超過谷歌53比特量子計算機的100萬倍。

「量子霸權」元年,價值到底有多少水分?

2020年為後」量子霸權」元年，世界對量子計算的投入持續上漲，技術和生態蓬勃發展，多個平臺異彩繽紛。這一潮流將在2021年繼續推高社會的關注和期待，量子計算的研究需要證明自身的實用價值；業界需要聚焦「後霸權」時代的使命：協同創新，解決眾多的科學和工程難題，為早日到達量子糾錯和實用優勢兩座裡程碑鋪路奠基。

量子計算研究進展:中美兩國有4-5年的技術差距

2019年是量子計算佔據新聞熱點版面的一年，從1月份IBM公布全球首款商用量子計算原型機到9月份Google宣告在全球首次實現「量子霸權」。這一年在量子計算的歷史上將具有裡程碑的意義，因為它意味著量子計算的時代將會到來。量子計算離我們到底還有多遠？實現大規模的商用還需要多長時間？當前的技術狀態處在什麼時代？