量子计算的前景

我们什么时候才能见到实用的量子计算机？

新兴技术的传奇史似乎总是遵循着一样的发展轨迹：一开始人们被它们一个个地迷住而且钟爱无比，接着开始失望，心灰意冷，最后无奈地接受一个事实——它没有我们最初想的那么好。1954年，德州仪器公司开始销售新型晶体管，使得“眼界和可靠度都接近人脑的电子‘大脑’”距离现实更近一步。2000年，时任美国总统比尔•克林顿宣布“人类基因组计划”将使cancer（该词有“巨蟹座”和“癌症”两种含义）这个英文单词在孙辈的词典里只留下星座的含义。如今则轮到了量子计算。 大众媒体上充斥着有关量子计算前景的文章。技术巨头们也投入了大量的资金生产原型机。你会很明显地感觉到，计算机行业即将面临一场量子革命。并不是每个人都像量子计算技术的支持者希望的那样，相信这种技术在不久的将来就能解决现实世界里的所有问题。确实，很多相关的研究人员都表示，如今有关量子计算的宣传天花乱坠，已经失控，该技术可能还需要几十年才能成熟。 理论物理学家米哈伊尔•迪阿科诺夫（Mikhail Dyakonov）曾在位于俄罗斯圣彼得堡的约飞研究所（Ioffe Institute）从事研究工作多年，目前在法国蒙彼利埃大学工作，他就对此心存疑虑。

该委员会想要对“制造能够解决现实世界问题的功能性量子计算机的可行性和影响进行独立评估……”，同时预估“所需的时间和资源并找到评估成功概率的方法”。

委员会的专家包括加州大学圣塔芭芭拉分校的约翰•马蒂尼（John Martinis），负责谷歌的量子硬件工作；芝加哥大学的大卫•奥沙洛姆（David Awschalom），曾是加州大学圣塔芭芭拉分校自旋电子与量子计算中心的负责人；加州大学伯克利分校的乌米什•瓦齐拉尼（Umesh Vazirani），参与指导伯克利量子信息及运算中心的工作。

上述专家合作完成的报告于2018年12月发布，报告中并未粉饰量子计算发展的困境，而是恰恰相反。

委员会得出了这样的结论：“非常意外”的是，未来10年内，不可能有人制造出能够破解公钥密码系统（理论上，量子计算机非常适合处理这种任务）的量子计算机。尽管性能差一点的“噪音媒介调节量子计算机”可能在这一时期内问世，但委员会表示，“目前还没有已知算法或应用能够有效利用这种级别的机器”。

那么，如果10年内不行，要等到什么时候呢？委员会并未给出估计。《IEEE会报》（Proceedings of IEEE）1月刊中，一位致力于量子计算的作者的评论文章同样也未给出具体预测。所以答案是：谁也不知道。

尽管如此，最近在证明概念型设备以及研究前景方面所取得的进展，还是让该领域的工作人员感到激动不已。毫无疑问，在他们眼里，技术障碍比迪阿科诺夫所预计的要容易克服得多。所以，如果有一天你在本刊中看到他们的观点，那也并不意外。

作者：David A. Schneider，Susan Hassler

IEEE Spectrum

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