IBM量子芯片19秒生成百万样本，对手同时推进纠缠测量与后量子安全

9月29日，ScienceAlert报道称，IBM的Nighthawk r2量子处理器在19秒内生成了百万个样本。论文作者估算，经典超级计算机完成同样的任务需要约110年。

这项结果写在一篇arXiv预印本中。用的是一块120量子比特超导芯片，通过IBM云平台就能访问，不是实验室里专门搭建的机器。这个说法值得注意，因为它是2018年以来那场拉锯战的最新一轮。当年加州大学伯克利分校的研究人员首次提出，随机线路采样（RCS）是展示量子优势的有力候选。2019年，谷歌的53量子比特Sycamore处理器做了一次经典机器实际上无法复现的RCS实验，登上各大媒体头条。随后经典计算的研究者找到了捷径，量子团队又往前推了一步。多年来这个领域就是这样来回拉锯：每次演示之后都有经典算法的反驳，每次反驳之后又有更难的量子测试。

9月29日的结果到底说明了什么

据ScienceAlert报道，BlueQubit公司理论凝聚态物理学家Tigran Sedrakyan带领的团队从Nighthawk r2的120个量子比特中挑出61个。他们运行了复杂度逐步提高的随机线路，最多到40个周期。报告称，他们在36个周期处找到了一个“刚刚好”的区间，其中包含918个双量子比特门。在这个设置下，处理器用平台标准的云端流程、没有做任何特殊校准，19秒产出了那百万个样本。

论文本身的措辞很谨慎。研究人员写道：“据我们所知，这是首次在商业上可广泛获取、大多数非专业量子计算用户都能轻松复现的量子处理器上，用普通随机线路采样展示量子优势。”最后这半句才是关键。此前的演示往往依赖经过调校的硬件，这一次用的则是任何云客户都会看到的同一个接口。

“这是首次在商业上可广泛获取的量子处理器上，用普通随机线路采样展示量子优势。”

110年是个估算，不是实测。没有人真的能在Frontier上预约机时，所以团队用张量网络收缩来估算复现这些样本的经典计算成本。Frontier是全球首台百亿亿次级超级计算机，直到2024年都是最快的机器。这项计算把任务量定在约1.2 x 10^27次运算，按对Frontier持续性能的保守估计，大约相当于110年。ScienceAlert指出了两点保留意见。110年不是经典硬件的根本极限，而是与某一种复现实验的方法绑定在一起的估计。而且经典计算的研究者有很强的记录，总能找到算法上的捷径。预印本作者直接承认了这种可能；他们的主张只针对9月29日当天演示出来的东西，而不是一道永久的壁垒。

纠缠测量与更长远的布局

同一周还有第二项成果，不那么抢眼，但可以说更具结构性。9月29日，ScienceDaily报道称，京都大学和广岛大学的研究人员开发出一种识别W态的方法并完成了实验演示。W态是一种多光子纠缠形式，二十多年来一直没人能做到高效的一次性测量。

难点在数据量。标准量子层析要从大量测量中重建一个态，所需数据量随光子数指数增长。纠缠测量则能一次性识别一个态。格林伯格-霍恩-蔡林格态（GHZ态）此前已经做到，W态还没有。京都和广岛的团队利用一种叫循环移位对称性的性质，搭建了一个执行量子傅里叶变换的光子量子线路，然后用三个光子做了测试。

通讯作者Shigeki Takeuchi在ScienceDaily的报道中说：“距离最初提出GHZ态纠缠测量的方案已经超过25年，我们终于也拿到了W态的纠缠测量，并在3光子W态上完成了真正的实验演示。”这项工作可能用于量子隐形传态、通信协议以及基于测量的量子计算。

安全团队已经在为量子威胁做准备

硬件这边传出进展，安全那边透出紧迫。Cloudflare在9月29日发布文章，介绍它与IETF合作，为IPsec制定一种降级防护机制，目前在其IPsec产品上处于测试阶段。问题在于，网络攻击者可以从握手过程中剥掉后量子认证，把两端逼回经典密码学，而未来的量子计算机能破掉这些经典算法。Cloudflare说它重新发现了IPsec的一处设计缺陷，可以支持比标准降级更复杂的攻击，而且不论采用哪种认证方式都成立。这种攻击要求在协议握手期间实时完成一次量子计算，所以不属于“先存后解”那一类。Cloudflare表示目前还不知道这种攻击是否可行、何时可行，但对公钥密码学的量子攻击资源估算不断下调，促使它把迁移的最后期限提前到2029年。

这套缓解措施需要双方都支持该扩展。Cloudflare已在Cloudflare WAN和Magic Transit上以测试形式启用，客户可以向客户经理申请ipsec_downgrade_protection标志。公司表示希望更广泛的IPsec生态跟进。

算力正在离开地球，而能源是约束

过去一周还有两项动向指向不同方向。9月29日，China-in-Space报道称，星测航天（STAR.VISION Aerospace）在9月25日的全球数字贸易博览会上发布了Space.IDC计算星座，计划到2035年部署约1080个航天器，其中约720个推理单元、360个通用计算单元。公司提到与中国工商银行和中国农业银行签署了总额100亿元的授信协议（截至9月28日约合149000万美元），其中至少10亿元可用于第一阶段。轨道、星间链路、散热器尺寸和质量均未披露，监管申报也尚未提交。

同一天，Efficient Computer宣布完成9700万美元B轮融资，由TQ Ventures领投，累计融资达17300万美元，估值65000万美元。在公司博客中，CEO Brandon Lucia认为固定功能AI加速器是一笔糟糕的交易，因为工作负载中未被加速的那部分决定了系统效率的上限，他引用的是阿姆达尔定律。Efficient声称其Electron E1芯片的能效比传统CPU架构高10到100倍，并称该芯片正在量产。

把这一周的消息放在一起看，描述的并不是某一次单点突破。它描述的是一个同时在多条战线上推进的领域：在可获取的硬件上证明优势，学会高效测量纠缠态，为尚未到来的威胁加固互联网，以及争论这一切的电力从哪里来。19秒的结果是头条，但它只是对一个从未真正被要求尝试的经典机器的估算。