“量子計算機”何時能用？九章稱至少五到十年，國內公司多是大忽悠

量子計算機“九章”的余熱仍在。最近，中科大潘建偉團隊的朱曉波教授在濟南人工智能創新應用先導區高端峰會上，談了全球量子計算的研究進度問題。

2020年12月4日，中國科技大學宣布，潘建偉和陸朝陽團隊構建出76個光子的100個模式的量子計算原型機“九章”。報道中稱，在某些問題的計算上，九章比“世界第一超算”日本富岳快100萬億倍，比谷歌在2019年發布的量子計算原型機“懸鈴木”快100億倍。

但九章很快引發北大涂傳詒院士等人的質疑，認為九章還遠沒到能用于計算的水平。此后討論持續了數個月。

在量子計算機的研發路線上，朱曉波表示主要有超導、半導體量子點、線性光學和離子阱幾個方案。谷歌采用的是超導方案，中科大九章采用的是光量子方案，另外也在做超導體方案，距離谷歌大概有1-2年差距。

量子計算機何時可以進入實用階段？朱曉波表示，人們樂觀的估計是5-10年。

朱曉波表示，量子計算有兩個核心指標：一個是實現了多少量子比特的糾纏，另一個是有多少保真度。后者決定是否能“量子糾錯”，這是量子計算的必要步驟。而保真度高于99.4%，就是這些量子比特可用的臨界點。

目前在全世界范圍，只有谷歌能實現53個量子比特、99.45%保真度的量子糾纏。然而，國內公司常喜歡稱自己實現了多少量子比特的糾纏，對保真度卻避而不提，這對公眾是一種誤導。某種程度，這也是一種忽悠。

而中科大的進度是，能實現60個比特、99.5%的糾纏，略比谷歌強一點，但因為目前還沒解決量子比特的讀取問題，所以還未發表。

那么，量子計算機何時能達到實用階段？朱曉波預計，以中科大的研究速度，5年內能實現1000個量子比特糾纏、99.5%的保真度。這將進入量子模擬應用的階段，是“量子計算最重要的里程碑。”10年內，可以實現100萬個量子比特糾纏、99.8%的保真度，就可以用來求解很多量子化學的實際問題了。

量子計算機的運算速度遠快于經典計算機，因此被稱為“量子計算優越性”（量子霸權）。但這些算法還沒發現任何使用價值。朱曉波說，谷歌的懸鈴木計算機，具有優勢的算法，同樣沒找到任何使用價值。

圖說：谷歌CEO桑達爾·皮查伊在美國加州圣芭芭拉實驗室的一臺谷歌量子計算機旁

目前看來，量子計算機對世界將有一次嚴重的沖擊，是能夠破譯RSA加密算法。這是一種非對稱算法，原理是分解大數的質因子非常困難，算出質因數的乘積卻很容易。如果量子計算機能夠破譯RSA算法，將顛覆全世界的密碼體系，屆時人們不得不選用另一種加密方式。

對于這個時間點，朱曉波表示，“達到2000萬個量子比特糾纏的時候，可以破譯RSA-2048算法，用時大概8小時。”從現在來看還遙遙無期。