谷歌量子计算研究人员一直在计划举办一场量子派对，但现在，竞争对手阿里巴巴的最新研究却给他们泼了一盆冷水。
众所周知，中美两国已经在量子计算这一物理学前沿阵地展开了攻势，谷歌和阿里两家公司的竞争也日益激烈，他们都希望能够尽快开发出强大的可商用量子计算机。
今年 3 月，谷歌推出了一款名为 Bristlecone 的芯片，这款芯片在计算领域具有里程碑的意义。谷歌称，这标志着量子计算机的诞生，Bristlecone 可能会催生第一个量子计算机系统，计算能力会超过任何传统计算机。团队负责人 John Martinis 表示，团队有望在今年实现“量子霸权”。不过，谷歌此前曾表示，他们在 2017 年就能实现“量子霸权”。
实现量子霸权是一个重大的科学突破，但这并不意味着马上就能将量子计算机应用到现实工作中。Bristlecone 芯片或许能帮助谷歌在日益激烈的竞争中保持优势，让实用型量子计算机成为现实。而戴姆勒和 JP 摩根等公司早就开始探索量子计算机在电池和金融模块会有何种作用，IBM、英特尔和微软等公司也都想向他们出租或出售量子计算机。
普通计算机使用电脉冲数据位 0 或 1 编码来表示文字，量子计算机则将数据编码为量子力学效应，但量子力学效应其实也一直困扰着爱因斯坦和其他物理学家。一般情况下，量子计算机需要在接近绝对零度的温度下运行，运行过程中，量子位可以通过既是 0 又是 1 的“叠加效应”来做一些复杂的计算。谷歌和其他不少团队都认为，机器学习也会因此得到提升。
阿里巴巴用”模拟结果”打脸谷歌量子霸权
本月初，阿里巴巴宣布研制出全球最强量子电路模拟器“太章”，一些业内人士认为，阿里的研究结果值得关注，南加州大学的教授 Itay Hen 说“量子计算标准已经变了”。
图丨阿里巴巴“太章”模拟器与目前主要模拟器模拟谷歌随机电路的结果比较
值得注意的是，阿里巴巴这一新成果表明，谷歌发布的 Bristlecone 芯片仍无法实现量子霸权。研究人员用一系列功能强大的服务器来模拟谷歌新芯片的运作，并对其实现量子霸权提出了质疑。根据他们模拟的结果，即便是谷歌的最新架构，也远未达到理想中的效果，谷歌用量子芯片进行的演示没有超出传统计算机的范围。
谷歌的 Bristlecone 芯片有 72 个量子位，由超导电路制成，是迄今为止容量最大的量子计算芯片，超过了 IBM 的 50 个量子位和英特尔 49 个量子位的芯片。谷歌研究人员计算出这款芯片足以运行精心挑选的演示问题，计算能力已超出任何常规电脑，实现了量子计算。
阿里巴巴量子实验室主任施尧耘说：“很多人都希望这款‘未来’的处理器能够实现量子计算，而我们的研究结果表明，谷歌可能过于乐观了。”他表示，阿里巴巴通过将模拟量子计算的操作任务分配给多台协同工作的计算机，从而取得了研究成果。
阿里巴巴的研究结果让科罗拉多大学教授 Graeme Smith 很震惊。Smith 表示，谷歌的 Bristlecone 似乎是最强的量子芯片，但阿里巴巴的研究结果表明，其量子计算的错误率仍然过高。他说：“这意味着我们短期内不会看到真正量子计算的演示。”
图丨“太章”模拟的随机量子电路规模（黑线）与谷歌量子硬件可以实现的规模(红线) 比较（基于谷歌在[Characterizing quantum supremacy in near-term devices]中对7x7的估计）
他们认为，实现这一目标需要的是低错误率的芯片。针对阿里的这一说法，《连线》杂志采访了谷歌研究人员 Sergio Boixo，他对这样的研究表示欢迎，但他认为，阿里巴巴的研究结果“有一些问题”。
谷歌回应阿里的结果：模拟不能代表现实
谷歌的 Boixo 反驳说，阿里巴巴的模拟不够细致，不足以支撑其结论。和阿里巴巴的模拟研究一样，谷歌一直在研究测试量子计算更好的模拟方法。Boixo 认为，模拟量子计算不应该大规模升级硬件。Itay Hen 说，这反过来也会刺激研究人员试图从传统计算机中获得更多思路。他说：“我认为模拟计算的标准仍会改变。”
谷歌最近关于实现量子霸权的言论让该领域的其他人感到厌烦，他们认为把这一里程碑作为量子计算的决定性时刻，对于真正量子计算机的到来有些夸张了。英特尔首席技术官 Mike Mayberry 认为，量子计算是一项为期 10 年的项目，然后才能将其广泛商业化。IBM 则表示量子计算在 5 年内就可以成为“主流”。
阿里巴巴量子实验室首席科学家施尧耘并没有否认量子霸权的重要性。但他认为，谷歌及其他研究人员应该更冷静地看待这个问题。
他说：“对于器件物理学家来说，担心什么时候能实现量子霸权，就像担心孩子什么时候能比狗聪明。只要专心照顾孩子，这件事情迟早会发生。”
量子战争仍将持续
量子计算领域的国际竞赛也日益激烈：中国政府已承诺将花费 100 亿美元建设一座全新的国家量子实验室；欧盟正计划在量子研究领域投资 11 亿美元；特朗普政府在预算中着重强调了量子计算研究。尽管特朗普总统上台以后，白宫办公室的科学和技术政策大幅缩水，但该小组仍聘用了第一位量子计算专家——马里兰大学研究员杰克泰勒。
阿里巴巴在量子计算领域的崛起非常迅速，这显示了中国对技术追求的勃勃雄心。自 2006 年起，谷歌一直致力于量子计算研究，最初使用的是来自加拿大 D-Wave 公司的硬件。阿里巴巴于 2015 年进入该领域，与中国科学院合作建立了一个新研究实验室。今年 2 月，阿里巴巴发布了一款 11 个量子位的实验性芯片。
谷歌则是于 2014 年建立了自己的量子硬件实验室，聘请加州大学圣塔芭芭拉分校的 Martinis 领导团队。在量子技术的发展也飞速前进，从一开始使用 D-Wave 量子架构，转而推出自有技术。目前 72 个量子位的研发成果已经跑在业界前端，超越其他竞争者。
图 | 谷歌的 72 位量子芯片
这场谷歌和阿里巴巴之间的量子之争看起来只是小火花，在 Google 回应阿里巴巴之后，DT 君马上征询阿里巴巴的意见，然而阿里仅表示不予置评。
随着各家量子技术的进展，以及技术着眼点的不同，可预期争议也将越演越烈，毕竟不可能每家量子技术都能成就霸权。但会不会随着量子技术的发展让小火花演变成燎原大火？其实 DT 君乐观其成，毕竟有竞争才有进步，而且真理会越辩越明。至少在科学发展领域上是如此。 
