量子霸权时间表：谷歌瞄准49量子比特，IBM以50量子比特回应

谷歌给自己定下了期限。约翰·马丁尼斯说，到2017年年底，他的团队将造出一台实现量子霸权的设备。所谓量子霸权，是指一项任何传统计算机都无法完成的计算。据《麻省理工科技评论》2017年4月21日报道，证明将来自谷歌芯片与全球最大超级计算机之一之间的一场竞速。

马丁尼斯领导谷歌的量子研究团队，同时仍是加州大学圣塔芭芭拉分校的教授。同一篇报道称，他于2014年年底加入谷歌。“我们认为已经准备好做这个实验。这是我们现在就能做的事，”他说。

这份信心建立在一块排成二乘三的六量子比特芯片上。谷歌此前公布过一块排成一列的九量子比特芯片的结果。但马丁尼斯说，霸权实验需要49量子比特的网格。30到50量子比特设备的设计已经在推进。这块六量子比特芯片还用来验证一种制造方法。量子比特和它们的传统控制线路分别做在不同芯片上，之后再通过凸点键合连接起来。

“整个流程都能跑通，”马丁尼斯说。“现在我们准备好加快节奏了。”

马丁尼斯在加州伯灵格姆举行的IEEE TechIgnite大会上展示了这块芯片的图像。但据《麻省理工科技评论》报道，他的团队尚未正式披露技术细节。谷歌这支约20亿人的团队，是近期成立或扩编的几家工业研究团队之一。这场竞赛的参与者包括英特尔、微软、IBM和多家初创公司。

西蒙·古斯塔夫松是麻省理工学院一个量子计算研究组的首席研究员。他告诉该刊，谷歌是领跑者之一。“谷歌和IBM之间相当接近，”他说。

克里斯·门罗是马里兰大学教授，也是初创公司IonQ的联合创始人。他对这个里程碑的意义说得更谨慎。“这会是一个学术里程碑，”他说。“之后你还得想办法让它更具可扩展性、更可编程。”马丁尼斯也同意还有很多工作要做。但他认为，这项实验可以成为任何声称拥有可用量子计算机者的基准。

IBM在数字上先走了一步。据美联社报道，2017年11月10日，该公司称其科学家已制造并测量了一台50量子比特的处理器原型。达里奥·吉尔领导IBM的量子计算与人工智能研究部门。他说，这是首次有公司造出这一规模的量子计算机。

塞思·劳埃德是麻省理工学院机械工程教授，未参与IBM的研究。他说IBM可能还有故障要排除。但他称50量子比特的声明是重大进展的标志。

一个月后，重心从量子比特数量转向质量。“新闻稿总是用量子比特数来谈量子太空竞赛，”马丁尼斯在NASA艾姆斯研究中心的Q2B大会上说，据Gizmodo报道。“关键在于数量和量子比特质量，而不只是数量。”

Gizmodo在2017年12月8日报道，谷歌当时正在制造其49或50量子比特的霸权设备。测试将在两周后开始，不计圣诞假期造成的延误。测试问题需要让量子比特纠缠，让系统演化，然后测量结果。这些结果的概率极其复杂，经典机器必须模拟这台量子计算机才能核对。这样的模拟可能要花上几周，才能完成量子计算机几分钟内做完的事。

并非所有人都认为这个词已有定论。IBM的达里奥·吉尔后来建议不要用量子霸权作为进展指标。“这个实验和‘霸权’一词几乎会被所有人误解，”他告诉《财富》。他称这是一项没有实际应用的实验室实验。“量子计算机永远不会‘统治’经典计算机，而是会与它们协同工作，因为各有独特优势。”

吉姆·克拉克是英特尔实验室的量子硬件主管。他称谷歌的更新是一个值得注意的里程标记。他说，一台具备商业可行性的量子计算机需要许多研发上的进步。“虽然开发仍处在这场马拉松的第一万米，我们坚信这项技术的潜力，”他说。

谷歌的论文被发布到NASA.gov上后又撤下，《财富》随后获得了它。论文称，Sycamore处理器包含53个量子比特，是从一台名为Bristlecone的72量子比特设备缩减而来。研究人员写道，他们的处理器对一个量子电路的一次实例采样100万次，耗时约200秒。而最先进的超级计算机完成同等任务大约需要1万年。

谷歌发言人拒绝确认论文的真实性，NASA也未立即回应置评请求。一名谷歌消息人士暗示，NASA在同行评审之前就提前发表了它。尽管有这些说法，这个领域自己的语言仍在描述摆在桌上的硬件。那就是加州理工学院的约翰·普雷斯基尔所说的嘈杂中等规模量子计算机的NISQ时代。