科技行者
谷歌公司在《自然》杂志上发表了一篇论文，宣称实现了所谓“量子霸权”。这标志着新型计算机（也就是量子计算机）迎来重要里程碑，能够以超越经典计算机的速度执行极为复杂的计算任务。但是，IBM公司的团队也很快发表了自己的论文，宣称完全能够在现有超级计算机上重现谷歌得到的结果。
谷歌与IBM的对抗并不是坏事，毕竟两大科技巨头间的碰撞总能驱动技术团队全力以赴推动科学技术进步。但必须承认的是，虽然听起来很美好，但即使达成了“量子霸权”，也不代表着量子计算机能够很快取代我们的经典计算设备。
量子计算机代表着一种全新的数据处理方式，它不像传统计算机那样直接将0或者1的信息存储在比特之内，而是利用量子物理学效应将信息存储在“量子比特”中。这些量子比特能够同时处于0与1的状态。从理论上讲，这使得量子计算机能够在某些特定任务当中实现远超经典计算机的处理速度。
2012年，John Preskill教授创造了“量子霸权”这一概念，用以描述量子计算机发展过程中达成的特定节点，即已经强大到足以执行某些经典计算机在合理时间范围内无法完成的计算任务。但是，他故意未对任务的实用性做出要求。量子霸权可以说是量子技术发展中的重要里程碑，或者可以说是大型通用量子计算机研究过程中的必经之路。
谷歌小组在其量子霸权实验当中，就完成了其中一项复杂但却无甚用处的任务——对随机选择的量子电路输出进行采样。他们还对世界上最强大的经典超级计算机Summit进行了模拟，估计完成同一项计算任务需要耗费1万年时间。IBM小组针锋相对，提出一种新的在Summit计算机上模拟谷歌实验的方法，能够将整个过程急剧缩减至——两天。
随机电路采样还没有任何实际的已知用途，但它却拥有另一种优势——长期以来的数学与经验积累，证明我们很难将其复制到经典计算机当中。更准确地讲，对于量子计算机用于执行计算的每一个量子比特，经典计算机都需要将时间加倍才能完成相同的运算操作。
IBM论文并没有否认这一指数级时间增长现实，只是找到了一种权衡方法，通过增加内存容量的方式缩短计算时间。他们证明了如何通过提高内存容量的方式，将谷歌实验模拟到Summit超级计算机之中。根据估算，模拟谷歌实验所需要的内存总量，约等于1000万块普通硬盘。
事实上，谷歌这一涉及53个量子比特的实验刚好达到了经典计算机能够模拟的极限水平。IBM的新算法虽然能够让超级计算机勉力支持这场高强度运算，但只要再增加区区几个量子比特，Summit这位经典旧世的冠军也得缴枪投降。谷歌在论文中对此做出了预测，指出“我们预计最终可能出现计算时间远低于发布结论的模拟方案，但我们认为大型量子处理器的硬件改进，将始终领先于模拟成本。”
实际上，最强大的经典超级计算机能不能完成同样的模拟并不是重点。而且“霸权”一词其实存在一定的误导成分，因为其暗示了量子计算机在所有方面都能胜过经典计算机。但事实是，量子计算机永远只能在某些方面胜过经典计算机，而且很可能只是一些没啥实际作用的纯演示场景。所以回想起来，好像“量子霸权”这个词本身就有点问题。（当然，Preskill最近对此做出了相当合理的解释。）
>>>令人印象深刻的科学成就
但不能否认的是，谷歌确实完成了一项重要的里程碑式实验。随着量子硬件达到经典计算机的极限，也许我们在不久的将来将真的迎来一系列经典超级计算机无法完成的实际量子计算应用。然而从另一个角度来看，我们仍无法证明是否真的存在这样的应用场景——即使量子比特达到数百个，到底有没有用武之地也还是个谜。这是个非常有趣且极具挑战性的科学问题，同时也成为当今世界上最活跃的研究领域之一。
因此，谷歌公司无疑拿出了令人印象深刻的实验科学成果。虽然量子计算机还不可能在一夜之间彻底改变计算技术（谷歌方面在论文中也从来没有提到过这一点），我们也确有可能永远找不到量子计算的实用性案例（IBM在论文中同样没有提到这一点），但在我看来，正确答案可能介于两者之间。而且此番新成果必然推动了量子技术的发展，也是对过去二十年科研人员们的不懈努力做出的良好总结。
随着量子计算技术的发展，新的经典算法设计也开始不断涌现，旨在模拟规模远超以往的新型量子系统。IBM的论文就是最好的例子，而这也是种实用性的科学研究。换言之，这不仅确保了量子计算的第一次进步都有坚实的经典计算技术作为依托，同时模拟量子系统本身也是一项重要的科学计算应用。
科学技术的进步，就是这样一点一滴实现的。没有戏剧性与革命性的突破，而一系列看似微不足道的积累。学术界会在过程当中认真回顾、批评并完善各个环节，而大部分工作永远没有机会登上媒体头条。但是，现实虽然没那么戏剧性，但却比艺术作品的想象更有趣、也更加振奋人心。
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