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【文/袁嵐峰】

最近，有一位朋友來咨詢我一些問題。

他說：中國(guó)的量子計(jì)算機(jī)“九章”大家都很關(guān)注，不過也有一些反對(duì)的聲音。最基本的問題是，它到底是真的還是假的？

我說：當(dāng)然是真的，全世界很多專家發(fā)來了祝賀。

2020年12月5日，本文作者與潘建偉研究組苑震生教授在實(shí)驗(yàn)室，面前就是九章的光路

他說：我們是被當(dāng)年的漢芯搞怕了。

我說：漢芯是一直藏著掖著，沒有任何中間成果，最后只有一個(gè)打磨的芯片。而九章用到了大量的先進(jìn)技術(shù)，當(dāng)今世界最好的量子光源、最好的干涉技術(shù)、最好的鎖相技術(shù)、最好的單光子探測(cè)器等等。例如九章在2米自由空間加20米光纖的光程中能夠保證抖動(dòng)不超過25納米，這相當(dāng)于100公里的距離誤差小于一根頭發(fā)絲。

九章光量子干涉實(shí)物圖

左下方為輸入光學(xué)部分，右下方為鎖相光路，上方共輸出100個(gè)光學(xué)模式，分別通過低損耗單模光纖與100超導(dǎo)單光子探測(cè)器連接。（攝影：馬瀟漢、梁競(jìng)、鄧宇皓）

九章在《Science》上的論文，正文有4頁，附件長(zhǎng)達(dá)64頁，詳細(xì)描述了論證過程與實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)。

九章在《Science》上的論文（https://science.sciencemag.org/content/370/6523/1460.full）

多位國(guó)際專家對(duì)九章的評(píng)價(jià)

這些技術(shù)在九章之外也會(huì)有很多用處，例如打造更好的雷達(dá)、更好的衛(wèi)星，所以怎么可能是假的呢？

竇賢康院士與潘建偉研究組張強(qiáng)教授合作研制的量子雷達(dá)，將大氣風(fēng)場(chǎng)探測(cè)距離增加到3倍

這位朋友說：這我就放心了。下一個(gè)問題是，很多人說它不是個(gè)計(jì)算機(jī)，對(duì)此該怎么看？

我說：很多人有這個(gè)問題。例如有文章（《雜談｜是量子計(jì)算，還是光學(xué)實(shí)驗(yàn)？》）說：

該“SCIENCE”文章，混淆了“實(shí)驗(yàn)”與“計(jì)算”的概念，所做的光學(xué)實(shí)驗(yàn)與量子計(jì)算無關(guān)，“九章”機(jī)器不是量子計(jì)算機(jī)，不能直接顯示量子計(jì)算的優(yōu)越性。

又如有文章（《高斯玻色采樣不是量子并行計(jì)算而是經(jīng)典的硬件蒙特卡洛模擬》）說：

就好比你用很多支手電筒在裝滿凹凸不平的鏡子的屋子里亂照一通，然后讓經(jīng)典計(jì)算機(jī)計(jì)算出光的圖像。你完全可以說你用手電筒就那么一晃，超級(jí)計(jì)算機(jī)就得計(jì)算幾億年。并且隨著你的計(jì)算精度要求的提高，超級(jí)計(jì)算機(jī)的計(jì)算年數(shù)還可以無限延長(zhǎng)。但這與量子霸權(quán)無關(guān)。這是模擬霸權(quán)。

又如有文章（《“九章”量子計(jì)算機(jī)為啥這么快？玻色采樣問題是什么？量子霸權(quán)時(shí)代是否已經(jīng)到來？》）說：

九章只能算是一個(gè)原型機(jī)，而不是計(jì)算機(jī)。因?yàn)樗褂昧孔拥姆椒ㄈツM量子過程，速度當(dāng)然會(huì)超過經(jīng)典計(jì)算機(jī)。這就好像點(diǎn)燃一個(gè)爆竹問碎片怎么飛，物理方法1秒就知道了，可是用計(jì)算機(jī)去計(jì)算可能要知道爆竹的結(jié)構(gòu)、火藥的種類，甚至要知道每一個(gè)分子和原子的位置，要獲得足夠的精度，計(jì)算量非常大。這并不是因?yàn)榻?jīng)典計(jì)算機(jī)不行，而是因?yàn)槭澜缣珡?fù)雜。

因?yàn)檫@些問題，所以有文章說，九章是“科學(xué)宣傳的浮夸風(fēng)”。

這些說法似乎很有道理。但請(qǐng)仔細(xì)想一想，難道九章是這么簡(jiǎn)單的東西嗎？為什么九章能發(fā)《Science》，而拿手電筒亂照或者點(diǎn)爆竹不能發(fā)任何科學(xué)雜志？

基本的道理在于，計(jì)算機(jī)必須要穩(wěn)定地、可重復(fù)地獲得數(shù)據(jù)。九章確實(shí)做到了這一點(diǎn)，而拿手電筒亂照或者點(diǎn)爆竹不能做到，它們不具備可重復(fù)性。你這次點(diǎn)個(gè)爆竹，和下次點(diǎn)個(gè)爆竹，有多少碎片、這些碎片往哪兒飛，都是不一樣的。你沒法控制，除非你能控制爆竹中的每個(gè)原子。

點(diǎn)爆竹

所以，九章是計(jì)算機(jī)，而拿手電筒亂照或者點(diǎn)爆竹不是計(jì)算機(jī)。