“九章”距离通用型量子计算机有多远

在通常情况下,我不会对量子计算机的新闻报道作出反应和评论,原因有二个方面:首先,我对量子计算机的原理的缺乏深入全面的了解,我一般不会对一知半解的问题发表自己的意见;其次,量子计算机目前仍处于科研的初级阶段,对于科学研究应该支持,允许科研探索中犯错,对于没有实际应用的研究也不能一概予以否定这是我对科学研究的一贯态度。

最近一段时间来,少有人在我的量子通信批评专栏中捣浆糊,“九章”量子玻色釆样新闻一出来,马上又有人在评论区对我冷嘲热讽,好像又捡到了什么救命稻草一样,这些人的逻辑真的非常奇怪。量子计算机与量子通信不仅工作原理不一样,应用范围也完全不同,前者还处于科学探索阶段,后者主要是在工程化产业化方面遭遇严重困境,不管在量子计算机的科研领域取得何种成果都不能掩盖粉饰在量子通信工程化中犯下的严重错误。

对于量子计算机的科学研究应该积极支持,但是我认为对量子计算机原型机“九章”的宣传报导还应该实事求是为好。本文收集了关于量子计算机的一些有价值的资料,供读者学习理解,同时根据这些资料我归纳出以下几条意见供参考。

1)“九章”只具有“高斯玻色取样”这样一种特定的处理能力,它连量子专用数字处理设备都算不上,离开通用量子计算机差之十万八千里。这其实也是目前世上所有量子计算机的通病,连一个真实的 Qubit 和 CNOT门都没有,这些物理实验室的巧妇们竟敢造无米之炊。

2)“九章”的高斯玻色取样算法并无多大实用价值,至少目前的应用前景十分有限。

3)“九章”整套装置从原理层面来看,它更像是一套模拟计算设备而不是数字计算设备。早期的摸拟计算釆用电路模拟,所以又称为模拟电子计算机,现在采用量子效应则该称为模拟量子计算机更为合适。

4)对于一些特定问题,模拟电子计算机在处理速度和精度上超过电子数字计算机,这不值得大惊小怪。但是模拟计算机缺乏可编程能力,只能专机专用,很难成为通用型计算机,这就极大的限制了模拟计算机的普及应用。“九章”原型机就缺失编程能力。

5)模拟计算机不是什么新鲜事,它的起步甚至早于数字计算机。上世纪五六十年代,苏联在模拟计算机的研制中化费了大量的资源,最后的结果是一地鸡毛。路线错了害死人,历史的教训值得深思。

6)量子计算机不仅在近期内作用十分有限,未来的应用前景也不应过分的夸大。量子计算机永远不可能代替经典电子数值计算机,它在许多问题的计算能力远远不及你的平板电脑。计算机理论告诉我们,无论将来的量子计算机有多强大,这世上还是会有许多计算问题不是量子计算机能解决的了(注意下图中BQP黑色虚线曲线之外的复杂计算问题)。

7)“九章”这么厉害,公钥密码还安全吗?

回复:请放一百个心,“九章”与破解公钥密码没有半毛关系。“九章”只能运行高斯玻色取样,破解公钥密码的是Shor算法。目前能够运行Shor算法的量子专用计算设备要破解1024位字长的RSA,就好比癞蛤蟆想吃天鹅肉。即使将来量子计算机能力有了进步,RSA字长提高几倍就可轻而易举地抵御量子计算机的攻击。量子计算机一步步吃力地往上攀登,谁知抗量子公钥密码早在山顶等候多时一脚就能踢飞量子计算机。

中国正在加速推进数字货币和区块链,这些技术的安全基础就是公钥密码,美国也在推进美元数字货币Libra。这两个国家的密码界的高人门儿清着呢,夸大量子计算机威胁,宣传公钥密码危机论真的可以洗洗睡了。

附上专业人士的一些分析和评论。

[1]

It is just hypes. First, quantum supremacy is meaningless. Second, the Google claim was hotly contested. Last, light can never be used to build a practical computer, quantum or classical. I told you I would ignore all QC claims, especially experimental ones. 

There have been lots of hugely hyped papers in the most prestigious journal Science, usually by others, and most of its papers give very small advances anyway. I already exchanged too much with XXX and XXX on this hype phenomenon today and forwarded you. In the future I would respond to your such links only if I think there is something you should take look after my brief look into them.

(译文)这只是炒作。首先,“量子霸权”毫无意义;其次,谷歌的主张遭到了激烈的质疑;最后,光永远不能用于构建实用的量子或经典计算机。我告诉过您,我将忽略所有量子计算机的宣传,尤其是实验性结果的宣传。

在最负盛名的《科学》杂志上,有很多被大肆宣传的论文,通常是其他人所发表的,而且大多数论文都没没有什么实质性进展。今天,我已经就这种炒作现象与XXX和XXX进行了过多交流,并转发了您。将来,只有在我对这些链接进行了简短的了解之后,我才会对您的此类链接做出回应。

[2]

[3]

[4] 写给开发者的量子计算入门教程——基于Q#语言描述

[5]高斯玻色采样不是量子并行计算而是经典的硬件蒙特卡洛模拟

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=3424736&do=blog&id=1261086

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