中国量子计算机遭专家质疑：连1+1都算不出来？(组图)

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雷锋网/木易机械


量子力学对于普通人来说是比较难理解的东西，之前火遍全网的量子力学读书法收割了一波智商税，后来有人揭秘这种高大上的读书话方法其实是不存在的，所以现在很多人对于量子力学的认知仅仅停留在“骗人”这一阶段。其实量子力学是物理学中一个非常重要的知识，如果将它运用在计算机上再结合一些专家的技术，也许会有不同的发现。



我国的由潘教授带领的科学团队所研发的量子力学计算机命名为“九章”，在科学界掀起了非常大的反响。这款量子计算机被研发出来之后，进行了很多的实验，而根据一系列的实验数据显示出量子力学计算器的传播速度要比目前市面上的计算机都传播速度高出一百万亿倍，这样的速度是十分令人震惊的。并且在相关的科学杂志上，该团队所发表的论文也得到了很多相关领域专家的认可。



只不过并不是所有的专家都认同量子计算机测试的结果，北大的一位院士就提出了他的疑问。首先是用于测试量子计算机性能的方法他表示质疑，因为目前并没有非常明确的用于测试的标准，所以对于潘教授团队自己所做的测试数据，北大的院士表示仅仅通过一种测试方法就可以得出标准数据吗？其次他对于一百万亿倍这一说法感到怀疑，因为这一说法仅仅是潘教授团队自己的说法，院士怀疑是否是该团队用这样的方式来吸引大众的目光，再次将大众的思路引入错误的方向。



专家的这一质疑的确是有前车之鉴的，纵观电子计算机的发展史，想要突破一个领域的相关技术需要很多年的时间。况且计算机的通用性和非通用型有着非常大的区别。世界上第一台通用型的计算机诞生在美国，它能够依据编写的程序进行运算储存，具有非常大的实用性，这也是通用型计算机的由来。



而潘教授所带领的团队所设计的量子计算机并非是通用型计算机，仅仅用高斯玻色采样法并不能证明其实用性，计算机的运算速度快并不代表着适配性高，仅用速度所显示的数据是不能体现其实用价值的。

目前可以确定的就是，“九章”是符合量子计算机的公认定义的，而且潘教授的团队也并没有采取通用型计算机的说法，因为最初他们所设计九章的目的就是高速度完成运行。只不过因为对于不了解这一领域的人来说，很容易造成误解，将两个不同的概念混淆，所以才造成了一些质疑。



潘教授的团队在量子计算机方面取得的里程碑式的发展是因为技术的突破，而大众的关注点却将其放在了文章中的速度上，并且很多的报道将重点都放在了速度之上，忽略了技术这一重点所以才会出现两极分化的结果。所以不要将量子力学轻易的和伪科学画上等号哦。

相关报道：「九章」量子计算优越性遭北大院士质疑，潘建伟陆朝阳长文回应！网友：隔行如隔山

2020 年 12 月 4 日，我国成功达到量子计算研究第一个里程碑量子计算优越性（Quantum Computational Advantage）的新闻刷屏。

当天，中国科学技术大学宣布，由潘建伟、陆朝阳领衔的研究团队构建了 76 个光子 100 个模式的量子计算原型机「九章」。相关研究成果发表于国际学术期刊 Science，题为 Quantum computational advantage using photons（用光子进行量子计算的优越性）。

当时这一消息受到国内外各大媒体的报道，引发网友热议。不过，北京大学教授涂传诒曾先后两次就「九章」发文表示质疑，对此两位「九章」作者潘建伟、陆朝阳做了回复。

目前，“如何看待北大涂传诒院士等人质疑「九章」：不是量子计算机、没有实现「量子霸权」？应该如何正确认识？”这一话题已登上知乎热榜，浏览数超 113 万。



中国量子计算原型机「九章」问世

「九章」是 76 个光子的量子计算原型机，由中国科学技术大学潘建伟、陆朝阳等组成的研究团队与中科院上海微系统所、国家并行计算机工程技术研究中心合作构建而成。

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中国科学技术大学官方表示：

根据现有理论，这一量子计算系统处理高斯玻色取样的速度比目前最快的超级计算机快一百万亿倍（“九章”一分钟完成的任务，超级计算机需要一亿年）。等效地，其速度比 2019 年谷歌发布的 53 个超导比特量子计算原型机“悬铃木”快一百亿倍。

根据现有理论，这一量子计算系统处理高斯玻色取样的速度比目前最快的超级计算机快一百万亿倍（“九章”一分钟完成的任务，超级计算机需要一亿年）。等效地，其速度比 2019 年谷歌发布的 53 个超导比特量子计算原型机“悬铃木”快一百亿倍。



【“九章”光路系统原理图（图源中国科学技术大学官网）】

关于高斯玻色采样，《知识分子》曾做过解释：它是一种复杂的采样计算，其计算难度呈指数增长，很容易超出目前超级计算机的计算能力，适合量子计算机来探索解决。它是 “玻色采样” 的一种，而玻色采样是量子信息领域第一个在数学上被严格证明可用于演示量子计算加速的算法。

也就是说，通过高斯玻色取样，「九章」的量子计算优越性得到了证明。

另外，其量子计算优越性不依赖于样本数量，克服了谷歌“悬铃木”53 比特随机线路取样实验中量子优越性依赖于样本数量的漏洞。“九章”输出量子态空间规模达到了 10 的 30 次方（“悬铃木”输出量子态空间规模是 10 的 16 次方，目前全世界的存储容量是 10 的 22 次方）。

这一成果表明我国量子计算机算力已全球领先，也受到了诸多认可，比如：

Science 审稿人评价：这是一个最先进的实验、一个重大成就。德国马克斯·普朗克量子光学研究所所长、沃尔夫奖得主、富兰克林奖章得主 Ignacio Cirac 表示：这是量子科技领域的一个重大突破，朝着研制相比经典计算机具有量子优势的量子设备迈出了一大步。麻省理工学院副教授、美国青年科学家总统奖得主、斯隆奖得主 Dirk Englund 评价：这是一项划时代的成果。加拿大卡尔加里大学教授、量子科学和技术研究所所长 Barry Sanders 表示：这是一项杰出的工作，改变了当前的格局。

不过，正如很多科研成果一样，「九章」也同样受到了质疑。

公开资料显示，发出质疑声音的涂传诒教授，系空间物理学家、中国科学院院士、第三世界科学院院士，也是北京大学地球与空间科学学院教授、博生生导师。涂传诒教授 1964 年毕业于北京大学地球物理系，主要研究领域包括空间物理学、太阳风湍流、太阳风动力学与日球层物理等。



涂传诒教授两次通过北京大学空间物理研究所官方微信号“pku 空间所”发文。

先是 2020 年 12 月 21 日，题为《杂谈｜是量子计算，还是光学实验？》的文章发布（详见：https://mp.weixin.qq.com/s/waFMuACgw91h3G6Ok5hapQ）。

文章开篇首先表明：

对于实验的先进性、实验解决的问题、实验技术的挑战，没有争论。

对于实验的先进性、实验解决的问题、实验技术的挑战，没有争论。

不过涂传诒教授认为，从论文的标题《用光子进行量子计算的优越性》就可看出，作者认为其用光子做的实验就是量子计算。

这可能会导致如下争议的出现：

模拟“高斯玻色取样”的过程是物理实验还是量子计算？实验装置是不是量子计算机？实验获得结果的速度与超级计算机数值模拟该项任务的速度比较是否有意义？

所以涂传诒教授的结论是：

研究混淆了“实验”与“计算”的概念，所做的光学实验与量子计算无关，“九章” 机器不是量子计算机，不能直接显示量子计算的优越性。

研究混淆了“实验”与“计算”的概念，所做的光学实验与量子计算无关，“九章” 机器不是量子计算机，不能直接显示量子计算的优越性。

他也在文章中明确了一点：讨论这些问题不涉及学术，但这是社会关心的热点问题，讨论这一问题，对于厘清相关名词和语言的概念是重要的，对于准确描述相关科技现状是重要的，对于公众的理解是重要的。

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随后在 2021 年 3 月 11 日，《对“九章-光量子计算机” 的理解》一文发布（详见：https://mp.weixin.qq.com/s/iZySLyxOmHrl3Mq4JaZKxw）。

在这篇文章中，涂传诒教授提到：

虽然研究团队在论文发表后通过网上直播讲座声明九章是“专用量子模拟机”或“量子硬件处理器”，但该论文仍在公众中造成严重误导。

虽然研究团队在论文发表后通过网上直播讲座声明九章是“专用量子模拟机”或“量子硬件处理器”，但该论文仍在公众中造成严重误导。

涂传诒教授表达的逻辑有这样两层：

论文发表前经过了严格评审，且其评审人恰是 7 年前提出“玻色采样”实验项目文章的作者 Scott Aaronson，因此人们自然会将“光量子计算机”理解为是一台通用量子计算机，认定中国的“量子计算机”显示了量子计算的优越性。Scott Aaronson 7 年前的文章明确指出，玻色采样实验没有通用量子计算机的功能，且玻色采样的目的不是数学计算。因此，该研究结果不符合审稿人本意。

文章中，涂传诒教授对相关概念进行了界定、对概念的混淆和误导进行了讨论，并指出：

从任何角度说，玻色采样实验都不是计算过程，也不是模拟过程，与量子计算也没有任何关联；九章机器就是玻色采样的实验设备，与通用量子计算机没有任何关联。

从任何角度说，玻色采样实验都不是计算过程，也不是模拟过程，与量子计算也没有任何关联；九章机器就是玻色采样的实验设备，与通用量子计算机没有任何关联。

值得一提的是，他也表示：

在撰写这篇评论过程中咨询过多位专家，并与该文作者通过电子邮件进行了有益的讨论。

在撰写这篇评论过程中咨询过多位专家，并与该文作者通过电子邮件进行了有益的讨论。

针对上述质疑，「九章」研究团队的潘建伟教授、陆朝阳教授共同撰文做出回应（详见：https://mp.weixin.qq.com/s/mL37h4ZLVc-NmdmxN_kGWA）。



两位教授提到：

北京大学涂传诒院士多次在公众号发表质疑文章，长期多次来信与我们交流，并发函至中国科学院发表意见。

北京大学涂传诒院士多次在公众号发表质疑文章，长期多次来信与我们交流，并发函至中国科学院发表意见。

他们将涂传诒教授的观点总结为：第一，“九章”不是量子计算机，没有实现量子计算优越性；第二，“九章”论文和中国科大的新闻稿使民众误认为实现了通用量子计算机。

对此，潘建伟、陆朝阳教授也给出了两点回答：

两位教授认为，研究成果遭到质疑，可能是因为“涂先生和部分科学爱好者对于量子计算和玻色取样的专业概念的理解存在偏差”。

文章中，两位教授论证、强调了以下几方面：

涂先生说的“量子计算机这一说法没有出处”显然与事实不符。“九章”光量子计算机这一名词的使用完全符合国际学术界长期建立起来的规范和标准的定义。

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在现代科学高度细化的今天，即使是同一个大领域的学者也无法很快详细了解一个子方向的细节和物理意义。因此，现代科学的通行规则是由专业的小同行来进行学术评价。而根据国际专业评审以及广泛的同行评价，“九章”在目前的理论框架下明确无误演示了量子计算优越性。

（雷锋网注：涂传诒教授主攻空间物理，属于地球物理学下设的二级学科，而地球物理是以地球为对象的一门应用物理学；潘建伟教授团队主攻量子物理，这是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支。）

考虑到舆论环境、创新氛围，部分领域学者对于科技创新的新名词可能抱有非常传统和保守的态度，为避免引起外界的过度解读，中国科大课题组在多方面努力采取了更为中性的表述。在线上直播中，课题组成员借用了更加细化的称呼，这些说法丝毫不削弱工作本身的重大科学意义，也不该被断章取义。

涂先生说的“量子计算机这一说法没有出处”显然与事实不符。“九章”光量子计算机这一名词的使用完全符合国际学术界长期建立起来的规范和标准的定义。

在现代科学高度细化的今天，即使是同一个大领域的学者也无法很快详细了解一个子方向的细节和物理意义。因此，现代科学的通行规则是由专业的小同行来进行学术评价。而根据国际专业评审以及广泛的同行评价，“九章”在目前的理论框架下明确无误演示了量子计算优越性。

（雷锋网注：涂传诒教授主攻空间物理，属于地球物理学下设的二级学科，而地球物理是以地球为对象的一门应用物理学；潘建伟教授团队主攻量子物理，这是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支。）

考虑到舆论环境、创新氛围，部分领域学者对于科技创新的新名词可能抱有非常传统和保守的态度，为避免引起外界的过度解读，中国科大课题组在多方面努力采取了更为中性的表述。在线上直播中，课题组成员借用了更加细化的称呼，这些说法丝毫不削弱工作本身的重大科学意义，也不该被断章取义。

值得关注的是，这篇文章及其后记里不乏很多立场鲜明的表述，比如：

涂先生和部分科学爱好者吐槽“九章 1+1=2 都算不了”，其实通过调节硬件设置，“九章”很容易可以计算 1+1=2，但这无异于杀鸡用牛刀。事实上，涂先生和少数网民指出来的是 15 年前领域的发展水平。为了更便于理解，我们举一个贴近生活的例子。如同量子计算机的研究是为了解决传统计算机难以求解的问题，汽车、飞机和火箭的产生也是为了突破先前传统交通工具难以企及的界线。但是，人们不会追求“大而全”而要求飞机要载人散步爬楼梯，等等。笔者觉得，叫什么名字是不重要的，重要的是能干什么。套用一句名言：“解决问题的能力是评价量子计算的唯一标准。”太空飞船一定要是在水里游的船吗？机器“人”一定要按照原来的“人”的标准来定义吗？原子“弹”非要遵循常规子弹的条条框框吗？分子“马达”必须长得符合普通大众对马达的固有印象吗？笔者再次感谢涂先生对我们工作的关心和对我们实验的高度评价。正因为我们非常敬佩他认真的态度，本着求真的精神，我们也非常认真地指出他并没有完全理解该实验涉及到的量子计算知识。

文章最后，两位教授表示：

量子信息科学从本世纪初在国内甚至被认为是伪科学，到目前成为几乎所有发达国家的重大战略，该领域也是一直在质疑声中不断成长和被接受。在这个过程中，我国已经逐步取得了在量子通信领域领跑和在量子计算领域并跑的公认的国际地位。我们会继续充满着极大的感恩、耐心和信心，努力取得更好的成绩回馈社会。

量子信息科学从本世纪初在国内甚至被认为是伪科学，到目前成为几乎所有发达国家的重大战略，该领域也是一直在质疑声中不断成长和被接受。在这个过程中，我国已经逐步取得了在量子通信领域领跑和在量子计算领域并跑的公认的国际地位。我们会继续充满着极大的感恩、耐心和信心，努力取得更好的成绩回馈社会。



雷锋网注意到，不少网友评论：

还是那句话，外行不能指导内行。

回应说理解存在偏差，其实就是说你不懂，隔行如隔山。

真理越辩越明。

或许这次争论也能带来不同的价值。

还是那句话，外行不能指导内行。

回应说理解存在偏差，其实就是说你不懂，隔行如隔山。

真理越辩越明。

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