【施尧耘评量子计算2018魔道大战】量子霸权首现，宇宙中第一个拓扑量子比特或爆发

Original 2018-02-09 施尧耘 新智元

新智元专栏

作者：施尧耘，阿里云量子实验室首席科学家

之江实验室副主任

编辑：常佩琦，闻菲

【新智元导读】阿里云量子实验室首席科学家、之江实验室副主任施尧耘认为，2018年将上演量子计算年度大戏：几个大公司之间将出现量子霸权混战；量子计算将进入超导和离子阱的两级时代；量子密码和经典密码的竞赛也在白热化。在施尧耘看来，2018最值得关注的，竟是那些不知名的小角色，未来或许会颠覆量子计算格局。

量子霸权硝烟战争，甲乙丙丁上演“魔道大战”

2018年的量子计算舞台将极其精彩。

首先，会有甲公司抢先上台宣布第一个实现“量子霸权”，也就是做出毫无置疑的经典计算机无法模拟的量子处理器。

接着，就有乙公司出来拆台说他们的才是第一个。

然后，杀出个丙团队毫无置疑地提升了经典模拟的能力，把这些量子处理器都彻彻底底完完全全地模拟掉了。

再接着，丁公司宣布更大的处理器。

如此往复，地在量子霸权的硝烟中上演量子经典的“魔道大战”。

宇宙中第一个拓扑量子比特爆发：微软或是大喜，或是大悲

正热闹着的舞台底下，有个火山可能在今年爆发，喷射出宇宙中第一个拓扑量子比特。

下注拓扑量子计算十几年的微软同仁们要么大喜，但也有可能大悲：喜，如果是微软做出来；悲，是别人做的。

微软的量子芯片

微软的拓扑量子模拟器

超导戏班VS离子阱歌舞队，量子计算进入两级世界

上半年占据舞台的是超导戏班。

边上不服气的离子阱歌舞队在下半年可能手握50-60几个比特的利器，冲上舞台和超导团共演瑜亮一幕。

离子阱歌舞团终于熬出头了；最大的奖赏是赢得了还没谈过或者没有稳定量子对象的Amazon和Facebook的芳心。

量子计算进入两极世界时代。

量子软件舞台分外精彩，目标是承载1000年后的量子处理器

承载量子处理器演出的量子软件舞台也将在2018年更加富丽堂皇。

VC、大公司、各国政府都在玩添砖加瓦的施工比赛，使得这个经典舞台会巨大到貌似可以承载1000年后量子处理器的规格。

这个巨型舞台的顶端配备了量子算法的烟花队：最响的那种烟花是量子机器学习，最神秘的是优化算法那种，而最璀璨的是化学模拟。

2017年，来自谷歌，劳伦斯伯克利国家实验室，塔夫茨大学，加州大学圣巴巴拉分校，伦敦大学学院和哈佛大学的代表组成的研究小组报告说，他们已经成功地创造了一个有史以来第一次可扩展的分子量子模拟。在一篇上传到开放访问期刊Physical Review X的论文中，团队描述了他们用来创建和解决第一个真实世界的量子计算机应用之一的变分量子特征生成器（VQE）方法，用于计算化学分子。

天作之合：量子机器学习

无名演员更值得留心，或颠覆现在的舞台

在我看来，2018年最值得留心的是舞台下面那些衣衫褴褛的不知名演员。他们手里揣着的处理器只有四、五个比特，注意力丝毫不为台上的“霸权戏”所动，甚至对之嗤之以鼻。

他们在努力地使得他们的比特和台上的截然不同。

2018年可能有个创新的种籽无声地落地，未来长成的大树将颠覆现在的舞台。

量子密码和经典密码擂台赛，“后量子密码拳”让更多观众押注经典派

量子街另一边同时进行的是量子密码和经典密码的擂台赛。2018年的比赛将会愈演愈烈。之前被量子口水功喷得蓬头垢脸的经典密码苦练多年的“后量子密码”拳，终于在今年把秘籍练到实用，以令人耳目一新的轻盈和量子密码过招。

看到经典密码现在也在量子攻击下刀枪不入，而且不需额外成本，买经典队队服的观众越来越多。

量子密码有保命的绝世武功，但要在大众场子上压住经典啦啦队的鼓噪，还需在产品质量和成本上有本质的提升。

小型化、廉价的量子密码产品可能在2018年推出，有望叩开近距离量子密码规模化市场的大门。

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新智元此前对量子计算的报道：