量子信息与密码学
量子霸权(quantum supremacy)
量子霸权指的是这样一个时刻:量子计算机完成了某个特定任务,而任何经典计算机都无法在合理的时间内做完——哪怕这个任务是刻意设计出来、完全没有实际用途的。与其把它想成赢得一场马拉松,不如把它看作一次特技表演:它证明你的新引擎能比以往任何引擎都转得更快。这个特技本身没有去向并不要紧;重点在于显示这台机器能进入一个经典硬件根本跟不上的区间。
迄今为止用到的这些任务,是有意设计得很狭窄的。最著名的一次演示,要求量子处理器对一串固定的随机门所产生的随机花样进行采样——之所以选这个问题,正是因为它在经典计算机上极其难以模拟,而量子设备却能轻松完成。结果有力地表明硬件确实如宣传的那样工作,但它并没有解决任何实际问题:那些随机样本对谁都没有用。而且这类宣称还是会移动的靶子,因为更聪明的经典算法和更大的超级计算机,有时能在事后把差距重新缩小。
所以请把“量子霸权”理解成一个硬件里程碑,而不是一句承诺。它说的是:这台设备至少能做成一件经典手段够不着的事。它并没有说这台设备有用、能容错,或者已经准备好去破解加密、设计药物。我们仍处在 NISQ 时代——机器充满噪声,没有大规模纠错——所以从一次刻意设计的采样特技,到真正有用的优势,这一跃迄今仍是远未完成的工作。
量子霸权的意思是“在某个任务上超出经典手段所能企及的范围”,这和“有用”并不是一回事——关于这一区别,参见量子优势(quantum advantage)。
又称
另见