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2020年12月31日,《知識分子》發布了一篇文章,《科學不避爭論:眾學者激辯量子計算九大問題》。這篇文章在2021年的第一天,轉到了我的朋友圈。裡面有句話讓我很疑惑:有一些評論文章直指」九章「論文宣傳」浮誇「。
我曾經寫過一篇文章:《科學宣傳的浮誇風?中國量子計算機比超級計算機快1百萬億倍》,這篇文章的閱讀量不小,超10萬。但我想,潘建偉院士這些大科學家們不會來回應我的文章吧?
看到最後,確實是回應我的文章。我的文章見下圖一,知識分子的文章見下圖二,我確實提到了中科大比谷歌的量子計算機快1百億倍的宣傳有點浮誇。
首先,我很感動。潘院士作為一位科學家,能夠對大家的質疑正面對待,沒有罵我是民科,而是很誠懇地出來解釋。科學最不怕的是質疑,真理應該是越辯越明的。我一直這麼堅信。為潘院士們的誠懇、科學精神點讚。
其次,潘院士對我的文章進行了質疑。說他們的宣傳稿是非常嚴謹的。但是,第一,作為一個外行,我,對很多概念的理解不清楚,在科學界,有些概念跟大眾想的是不一樣的。第二,我自己在閱讀的時候,隨意去掉了某些限定詞,比如「等效的」,所以造成了理解錯誤。
我對這些質疑有些不服氣。雖然我是學渣,量子方面的知識還非常有限,也就學過一點點量子物理、量子力學,自己看過一點量子信息和量子計算方面的教科書,但總歸是理科生,不是文科生,所以,有必要再申辯幾句。
當然,也是不能墮了清華的名聲。想想北大弒母案的吳謝宇,逃亡在外,為了不給母校抹黑,竟然自稱是清華畢業生。我的名字已經明確表示是清華畢業生,不能謊稱是北大的,所以只能戰戰兢兢正面槓了。抱歉了,各位。
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潘院士說,在他們的學術論文裡沒有把九章和懸鈴木進行直接對比,其次,在被要求進行對比的時候,他們只是拿同樣的參照物,傳統的超級計算機,進行對此,由此產生的速度對比是「等效的」。這在新聞通稿裡是有嚴格限定的。新聞通稿被某些媒體引用時,隨意去掉了限定詞,自然就不嚴謹了。
ok,看來「等效的」是關鍵。而我不認可的也就是這「等效的」三個字。
在自然科學裡面,任何一個限定詞就是一個條件或者是一種狀態,一般都是有嚴格定義的,有明確的內涵和外延。
「等效」是什麼意思呢?在數學、物理上有沒有定義?
我諮詢了幾位數學博士,他們明確告訴我,數學上沒有「等效」這個概念,只有「等價」。等價是一種非常強的關係。如果是兩個集合,兩者互為充要條件;如果是兩個數,比值應該為1,比值不為1,就叫同價。
九章顯然不符合等價的定義。
03
在物理和工程上,有等效的說法。
廣義相對論裡面,愛因斯坦的等效原理,在某個單位下,慣性質量同引力質量一樣。在工程上,電路裡有等效電路,一個複雜電路可以用一個簡單的電路來表示,輸出結果一樣。
在上面這兩種情況下,「等效」就是「相等效果」的縮寫。
ok,如果大家公認的「等效」就是「等效果」,那麼「九章的運算速度等效地比懸鈴木的運算速度快1百億倍」,這句話對嗎?
懸鈴木做的是隨機數相關的問題,九章做的是高斯玻色採樣。九章算不了隨機數的問題,我估計,懸鈴木也算不了這個採樣問題。九章做隨機數,如果實驗方式不改變,肯定永遠都算不出來。這怎麼能「等效地」比懸鈴木快了呢?如果從懸鈴木的角度來說,是不是懸鈴木比九章快無窮倍?
我們可以這樣說嗎?一個人甲在清華旁聽了一門大學數學,考了90分,比清華學生的平均分80高10分,其他課都沒學。另一個人乙在清華旁聽了一門大學物理,考了85分,比清華學生的平均分75高10分,其他課也沒學。
按照文章裡面的定義,乙的物理成績是清華學生物理成績的1.133倍,甲的數學成績是清華學生數學成績的1.125倍,等效地說,乙的成績比甲的成績高1.007倍。
這個結果是不是可以等效地說,一個人在清華旁聽了一門課,他就「等效的」是清華畢業生了?而且,他如果這門課考到了清華的最高分,是不是可以等效地說,他就是清華園裡最亮的仔?
也許「等效」還有其他解釋是我不清楚的。我學識淺薄,如果有不對或者遺漏的,請大家指出。
事實上,兩個算法運行時間的比較屬於計算複雜性理論,裡面可能提到了等效時間。但計算複雜性的討論是有前提條件的,就是在相同的計算硬體資源下,比較不同算法的時間,所用的資源等等。
這裡,九章和懸鈴木的硬體資源完全不一樣,大家互不兼容,根本沒法比較。
04
至於九章計算機是不是計算機的問題。潘建偉院士認為,這是量子界對現有名詞的約定成俗的使用。當然陸朝陽教授也說,在確切的意義上來說,九章計算機是個處理器,類似於CPU。潘建偉教授也說,也許以後計算機是量子計算機或者其他,混在一起的一個東西。
在知識分子主持的這個辯論裡,兩位計算機相關的科學家都對潘院士提出的概念委婉表達了否定的意見。
圖靈機沒造出來之前,圖靈已經構建了圖靈機的理論和框架,所以計算機是什麼樣,有什麼樣的結構是非常明確的。
如果每個人都按照潘院士的做法,對現有名詞概念可以隨意改動,那黃道婆的織布機、英國科學家巴貝奇的差分機是不是更有理由稱為計算機?
作為科學家,本來就跟媒體不一樣,在概念的表達上應該更為準確清晰,而不是把很多概念混為一談,讓大家一頭霧水。自己含含糊糊,反過來說公眾理解錯誤,我想,我不會接受這個鍋的。
還有,在物理裡面,對採樣、計算、模擬都是有明確或者約定俗成的概念定義的。像辯論中一位教授說的,計算是要對物理現象重構。九章做的是重構還是採樣,我想應該是不言而喻的吧?
最後,關於量子的優越性,我還想說幾句。在這篇文章的開頭,陸朝陽教授說了,九章實現了量子計算的優越性。在理論上,量子計算的優越性不用說,已經保證了,既然是實現,肯定已經成為一個實際工具了。裡面有位教授稍微提了點疑慮,說,他們正在傳統計算機上研究玻色採樣問題,也許會找到一個很好的算法,那么九章就沒有這麼大的優勢了。
這個問題姑且不說。我自己認為,既然是實現了量子優越性,還是儘量解決實用和重要的問題。像計算機一開始解決的就是彈道問題,非常緊迫和實用。
我相信,只要能解決這些問題,大家就不會有太多的疑問,花錢也不會成為問題。陸朝陽教授提到了九章花錢比谷歌少很多,其實科學研究是個費錢的營生,相對來說,谷歌花錢大家不會質疑,因為是它自己的錢。在中國,也許會受到一點質疑,對於科學研究本不應該讓公眾參與,但如果花錢太多,公眾也會不由自主關注,因為這是全民的錢。
這是我個人的申辯。謝謝!
最後衷心祝願我們在量子計算、量子通信這塊真的走在世界的前列,希望潘院士們給我們更多的驚喜。