如果有一件事能讓科技公司把“畫餅”兩個(gè)字寫成詩(shī),那一定是量子計(jì)算的時(shí)間表。你大概聽(tīng)過(guò)無(wú)數(shù)次“還有五到十年”這個(gè)說(shuō)法,耳朵都快起繭子了。但現(xiàn)在,有人想把這個(gè)時(shí)間直接砍掉一大半。
亞馬遜和量子計(jì)算公司QuEra本周放出了一個(gè)明確到讓人需要揉揉眼睛的消息:到2028年,他們要交付一臺(tái)能在數(shù)百個(gè)邏輯量子比特上執(zhí)行一百萬(wàn)次量子操作的機(jī)器。不是實(shí)驗(yàn)室里做做樣子,而是交給客戶,用來(lái)解決一些經(jīng)典計(jì)算機(jī)根本碰不到邊的科學(xué)問(wèn)題。
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“有用”這個(gè)詞在量子圈里一直是個(gè)需要打引號(hào)的存在。對(duì)誰(shuí)有用?是大藥廠拿來(lái)模擬分子,還是某個(gè)神秘的部門拿來(lái)嘗試破解加密算法?不管答案是什么,有一個(gè)共識(shí)始終存在——要干這些事兒,你得先搞定量子糾錯(cuò)。
這件事說(shuō)起來(lái)像計(jì)算機(jī)和宇宙法則在聯(lián)手耍賴。量子比特天生就是多動(dòng)癥患者,稍微有點(diǎn)風(fēng)吹草動(dòng)——一絲熱、一縷電磁波——它們的量子態(tài)就塌了,你算好的東西轉(zhuǎn)眼就成了噪音。所以科學(xué)家們想出一個(gè)辦法:別指望單個(gè)量子比特能老老實(shí)實(shí)干活,把一小撮物理量子比特綁在一起,冗余存儲(chǔ)信息,再讓相鄰的量子比特充當(dāng)哨兵,一發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤就上報(bào)、糾偏。這樣一個(gè)能抗干擾的組合,才算一個(gè)“邏輯量子比特”。
這才是真正能用的計(jì)算單元。而一旦把邏輯量子比特的數(shù)量推到某個(gè)門檻——粗略說(shuō)是100個(gè),就已經(jīng)能完整模擬一些簡(jiǎn)單化學(xué)分子的行為;要是想跑通破解加密的那種復(fù)雜算法,就得有上萬(wàn)個(gè)。無(wú)論哪種,背后都意味著你需要幾千個(gè)高質(zhì)量物理量子比特默默托底。
現(xiàn)在的問(wèn)題在于,物理量子比特的處境和很多年輕人的職業(yè)規(guī)劃一樣,陷入了數(shù)量和質(zhì)量難以兼得的困境。你能造出很多量子比特,但它們的質(zhì)量可能參差不齊;你能把一兩個(gè)量子比特伺候得極其精致,但一旦想往上擴(kuò)規(guī)模,各種串?dāng)_和噪聲就涌上來(lái)了。所以整個(gè)行業(yè)的主流判斷是:真正有用的糾錯(cuò)量子計(jì)算機(jī),還是需要五到十年扎扎實(shí)實(shí)的漸進(jìn)式進(jìn)步。
但亞馬遜和QuEra顯然不想等那么久。他們給這臺(tái)計(jì)劃中的機(jī)器起了個(gè)名字叫Libra,喊出的指標(biāo)是“Megaquop”級(jí)別——一百萬(wàn)次量子操作。按照亞馬遜的原話,它會(huì)讓“量子化學(xué)、高能物理和材料模擬領(lǐng)域的首批科學(xué)應(yīng)用”落地,這些算力需求已經(jīng)超出了現(xiàn)有經(jīng)典計(jì)算機(jī)和目前這種嘈雜中等規(guī)模量子計(jì)算機(jī)的能力范圍。
這里有一個(gè)微妙的細(xì)節(jié)值得你注意。當(dāng)一家公司說(shuō)“向客戶交付”的時(shí)候,意味著它不是在真空里寫論文,而是已經(jīng)有使用這套系統(tǒng)的付費(fèi)者或者合作方。目前這些客戶已經(jīng)在使用一些規(guī)模小得多的量子處理器,而Libra是他們面前畫好的一張巨大升級(jí)路線圖。
如果說(shuō)量子計(jì)算是一個(gè)每年年底出來(lái)刷存在感的新聞常客,那么2028年這個(gè)承諾,等于把一場(chǎng)懸念留到了可以倒計(jì)時(shí)的距離。這個(gè)倒計(jì)時(shí)能不能準(zhǔn)時(shí)響鈴,誰(shuí)也不知道——畢竟量子硬件的發(fā)展史上,延遲是常態(tài),準(zhǔn)時(shí)才是新聞。但至少,有人愿意把賭注從“十年內(nèi)”改成具體年份,本身就說(shuō)明有些底層的東西可能在悄悄變結(jié)實(shí)。
這件事有意思的地方還在于,它發(fā)生在一個(gè)其他消息也在重新校準(zhǔn)我們預(yù)期的夏天。就在最近幾天,業(yè)界還放出了另一條信息:某些曾經(jīng)宣稱自己實(shí)現(xiàn)“量子霸權(quán)”的實(shí)驗(yàn),隨著經(jīng)典算法被聰明人重新優(yōu)化了一遍,那個(gè)“霸權(quán)”的優(yōu)勢(shì)又被削薄了一些。你看,賽道一邊有人在加速,一邊又被人在身后重新畫了一遍起跑線。
這恰好提醒了我們,量子計(jì)算并不是在一個(gè)真空跑道上獨(dú)跑。經(jīng)典算法也在進(jìn)化,每當(dāng)你覺(jué)得量子要甩開(kāi)傳統(tǒng)方法,總有人跳出來(lái)說(shuō)“等一下,我用老辦法還能再戰(zhàn)一會(huì)兒”。這種相互拉扯才是這個(gè)領(lǐng)域最精彩的部分。
如果2028年的承諾真能兌現(xiàn),那些一直被當(dāng)作“量子計(jì)算可能有一天會(huì)解決”的科學(xué)問(wèn)題——比如精確模擬催化劑的反應(yīng)路徑,或者理解某些高溫超導(dǎo)材料內(nèi)部的電子行為——將第一次有機(jī)會(huì)被真實(shí)運(yùn)行出來(lái),而不是在數(shù)學(xué)上推導(dǎo)出一個(gè)理論上可以運(yùn)行的公式。
但這仍然是“承諾”,不是“已完成”。在量子計(jì)算的詞典里,“有用”和“已交付”之間還有漫長(zhǎng)的集成、校準(zhǔn)、驗(yàn)證工作。亞馬遜和QuEra給出的不是一個(gè)產(chǎn)品發(fā)布日期,而是一個(gè)他們相信自己能撞線的坐標(biāo)。至于這個(gè)坐標(biāo)是終點(diǎn)還是又一個(gè)中途補(bǔ)給站,下一步就要看未來(lái)兩年,那些物理量子比特能不能被馴服到足夠聽(tīng)話的程度了。
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