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中國量子計算原型機(jī)“九章”問世,外國專家披露背后趣事
作為《科學(xué)》雜志的審稿人之一,美國得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校廣受尊敬的量子計算機(jī)科學(xué)家斯科特·亞倫森(Scott Aaronson),在“九章”論文發(fā)布當(dāng)天,通過博客分享了他對這一研究成果的評價,以及他與中國科學(xué)家們的有趣互動。
亞倫森曾在麻省理工學(xué)院執(zhí)教9年。更重要的是,他是高斯玻色取樣的共同提出者。
博客文章截圖
他認(rèn)為,76個光子的量子計算原型機(jī)“九章”“達(dá)到并超過了經(jīng)典超級計算機(jī)可以驗證結(jié)果的極限”。
他說,一年前,這個研究小組剛剛宣布完成14個光子玻色取樣任務(wù)。這是繼去年谷歌成果之后,第二次實現(xiàn)“量子優(yōu)越性”,也是第一次通過光量子而非超導(dǎo)量子比特實現(xiàn),亞倫森對此感到“高興”。
一直以來,耶魯大學(xué)和耶路撒冷希伯來大學(xué)教授、數(shù)學(xué)家吉爾·凱拉伊(Gil Kalai)都對量子計算機(jī)和“量子優(yōu)越性”持懷疑態(tài)度。“九章”官宣后,亞倫森在博文中特別點名了凱拉伊。
因為在2013年和2015年,凱拉伊曾在這個博客留下評論,說玻色取樣規(guī)模永遠(yuǎn)不會超過8到10個光子:“如果外星人逼我們嘗試,那我們唯一的希望將是攻擊外星人?!?
與此同時,亞倫森在文中欲揚先抑地表達(dá)了他看到“九章”后的感受。
亞倫森
因為不少專業(yè)人士提出,想通過玻色取樣實現(xiàn)“量子霸權(quán)”是個死胡同,困難重重。尤其在谷歌首先借助超導(dǎo)量子比特驗證“量子優(yōu)越性”之后,亞倫森也不清楚還會不會有人做這種嘗試。
“即使在一年前得知潘建偉團(tuán)隊的研究計劃后,我還是持懷疑態(tài)度,想著等到看見論文,我就會相信了?!?
至于谷歌在一年前就宣布了“量子霸權(quán)”,這個新實驗的意義是什么?亞倫森表示,對他來說,“量子霸權(quán)”至少要驗證兩次才行。而且,這是首次通過光子證明“量子優(yōu)越性”的可能性。最后,正如論文所指出的,與谷歌相比,新實驗有一個很大的技術(shù)優(yōu)勢:輸出態(tài)空間維數(shù)大幅提高,其能力是IBM此前為反駁谷歌成果所提出的經(jīng)典計算機(jī)替代辦法也難以做到的。
最后,亞倫森還講述了兩個有趣的背后故事。
他曾經(jīng)問作者,為什么實驗只驗證到26-30個光子,超過這范圍的就通過合理推斷解釋?因為現(xiàn)有的計算機(jī)應(yīng)該能驗證到40-50個光子。
幾周后,作者回復(fù)說,他們現(xiàn)在已經(jīng)驗證了40個光子的結(jié)果,其間消耗的超級計算機(jī)運行時間價值40萬美元,所以他們決定就此打住。
“這是迄今為止我寫過最昂貴的審稿報告!”亞倫森開玩笑說。
博客文章截圖
有意思的是,有網(wǎng)友在博文下留言稱,更希望團(tuán)隊只驗證26-30個光子的結(jié)果,這樣其他人還能通過模擬30個光子以上的結(jié)果來提出質(zhì)疑。
亞倫森回復(fù)并提醒網(wǎng)友,要是真有人想通過這樣的方式提出異議,那么論文里還是有很多其他結(jié)果可供他方驗證。
博客截圖
也就是說,潘建偉團(tuán)隊給同行留下了驗證“九章”實驗結(jié)果的余地。即便可能與超級計算機(jī)驗證“太燒錢”有關(guān),但這也是一種自信。
另據(jù)文匯網(wǎng)報道,潘建偉團(tuán)隊通過與國家并行計算機(jī)工程技術(shù)研究中心合作,在超級計算機(jī)上對“九章”所獲得的先期結(jié)果進(jìn)行驗證,從簡單開始,直至復(fù)雜到超算難以勝任——如果少光子結(jié)果都可得到印證,那么同一個裝置的多光子結(jié)果也將是可信的。
陸朝陽說,“10個、20個光子的時候,結(jié)果都能對得上,到40個光子的時候超算就比較吃力了,而‘九章’一直算到了76個光子?!绷硪环矫妫愕暮碾娏刻?,計算40個光子時需要電費200萬元,41個光子需要400萬元,42個光子需要800萬元,推算下去將是天文數(shù)字。
這也從側(cè)面反映了“九章”與傳統(tǒng)超算之間的巨大差異。
最后,在美國暴發(fā)新冠疫情,中國口罩很充足,但在美國幾乎買不到的時候,陸朝陽主動給亞倫森寄了200個口罩。
“我不認(rèn)為這有影響我后來的審稿,但我還是很感激?!眮唫惿俅握{(diào)侃說,并熱烈祝賀整個團(tuán)隊所取得的成就。
標(biāo)簽 量子計算機(jī)- 責(zé)任編輯: 童黎 
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