中国搞出量子新算法：国外专家酸了？

看过《 流浪地球 2 》的，都还记得 MOSS 吧？

作为智能量子计算机，不仅算出了地球危机，还能上传数字生命、指挥行星发动机建设啥的。

给人的感觉是没有啥是它不会干的。

▼吴京追着问小机器人 “ 你老大是不是 MOSS” 的视频也一度冲上热搜

现实中，目前的量子计算机当然没这么强。

不过比起前几年，现在量子计算机能做的事是越来越多了。

例如，我国就在量子计算上取得过不少进展，在新闻里经常能看到。

不止国内媒体会跟踪，外媒对中国的量子计算动向也很关注，他们报道的新闻还在圈里引发过不少争议。

就拿最近中国搞出新算法的事来说吧。

不久前，清华、浙大等单位的研究人员，在论文里说发明了一种 新的算法，只用 10 个超导量子比特就实现了 48 位的因式分解。

用这种算法，只用 372 个量子比特，就能破解当前主流密码系统（ RSA-2048 密码 ）。

▼科学家在做量子计算机实验

这个成果一出，立刻在圈里引来了不少关注，啥反应的都有。

比如，一个名叫 Roger Grimes 的安全专家（ 也是个作家 ）就急了。

他得知这个消息后，在英国《 金融时报 》上说道： “ 这意味一个政府可以获取其他政府的机密，就像电影里那样 ” 。

因此，他呼吁，还不赶紧建立数据保护清单，还等啥呢！

有的专家则对中国的成果提出了质疑。

像 Peter Shor （ 第一个提出量子计算机可以破解 RSA 的大牛 ）和 Scott Aaronson （ 量子计算优越性理论提出者 ），都认为这种算法太费时间，而 论文里没提怎么解决算法的运行速度问题。

咦，不就是找到一个新量子算法嘛，咋就能引发这么大的风波呢？

因为这意味着，不用等到未来，理论上， 现有技术水平下的量子计算机，就能破解当今主流的密码系统。

此前，人们觉得破解密码，得需要上万个量子比特。

然而如今，人们做出的量子计算机里，最多也不到 500 个量子比特。

也就是说，目前 RSA 密码还是安全的。

但这次，中国团队的新算法，可以让性能不够强的量子计算机，破解 RSA-2048 密码。

如果这个突破是真的，那么中国在量子计算方面又创造了历史。

别觉得惊讶，事实上，中国在量子计算领域，一直在设立新标杆。

像在硬件领域， 我国是世界上唯一在光量子和超导量子两种物理系统中，都达到量子计算优越性里程碑的国家。

在光量子计算上，我国有 “ 九章二号 ” 量子计算原型机。

在处理复杂的数学难题时， “ 九章二号 ” 的计算速度，比目前最快的超级计算机快快亿亿亿倍 （ 没错就是亿亿亿倍 ），刷新了世界纪录。

▼九章二号整体装置图

在超导量子计算上，我国有 “ 祖冲之二号 ” 量子计算原型机。

“ 祖冲之二号 ” 已经拥有 66 量子比特，在算量子力学的问题时，计算速度比目前最快的超级计算机快 7 个数量级。

就计算复杂度而言，也比谷歌的超导量子计算原型机 “ 悬铃木 ” （ 有 53 个量子比特比特 ），高了 6 个数量级。

正因为我国在量子计算上的成就太多了，美国知名科普杂志《 科学美国人 》，还曾专门讨论过 “ 中国在全球量子竞赛中取得领先 ” 这个话题。

既然我国在量子计算上相当有实力，为啥 Peter Shor 等专家对我国量子团队做出的最新成果，态度这么保守呢？

是不是他们觉得中国团队超过了他们，他们不爽，就 “ 吃不到葡萄说葡萄酸 ” 呢 ?

这个，还真不一定。。。

我国在量子计算上固然强，但 发达国家在量子计算领域也不差。

就说量子算法这块吧，这次中国提出的新算法，可以说是量子近似优化算法（ QAOA 算法 ）的改进版。

而 QAOA 算法就是美国科学家最先提出的。

此外，用于量子化学的 VQE 算法，用来验证量子计算机性能的量子随机游走算法，也都是外国科学家提出的。

而在硬件上，美国的 IBM 等公司，也算得上量子计算的前列。

不知道大家还记不记得，去年 11 月 9 日的 IBM 年度量子峰会上， IBM 公司推出了拥有 433 个量子比特的 Osprey 芯片，约是此前 Eagle （ 127 量子比特 ）的三倍。

据一些外媒透露，今年 IBM 还有可能推出，首台超过 1000 个量子比特的通用量子计算机 Condor 。

从量子计算领域的专利申请数量来看，发达国家，尤其是美国，在量子计算上的创新能力，还是不容小瞧的。

▼截至 2022 年 9 月，各国在量子计算专利申请上的占比

假如不看研究机构只看企业的话，发达国家也不比中国落后。

总之，那些外国专家未必因为 “ 酸 ” ，才说不看好的话。

虽然像 Roger 那样宣传 “ 中国威胁论 ” 的话，咱们可以直接无视；

但那些正经提出质疑的，有必要细品品，这样对中国的帮助会更大。

我看了一圈，发现有两个人的分析挺有代表性的，值得好好看看。

一个是 Steve Brierley （ 量子软件公司 Riverlane 的首席执行官 ）的分析。

他的看法是，中国团队的方法 “ 不可能奏效 ” ，因为 中国研究人员思路是让多个计算机能够同时运行，而不是试图应用计算机的量子特性，这个方向恐怕偏了。

▼Steve Brierley

另一个是 Bruce Schneier （ 计算机安全和密码学专家 ）的评论。

他说，中国人的论文我看了，他们用的是德国数学家 Schnorr 的方法，可 Schnorr 的方法是有争议的。

Schnorr 提出的方法，算位数小一点的数还行，要是算位数大的数，可能就不灵光了。

在进行完分析后， Bruce Schneier 并没有否定中国团队的成果，还强调 “ 这是需要认真对待的事情 ” 。

▼Bruce Schneier

像这样的批评，我觉得就很纯粹。

当然啦，他们的批评也不见得就对。

因为，虽然怎么 搞量子计算，业界有一个大的方向，但具体走哪条技术路线，没人知道。

即便在某个技术路线上取得新突破，占据领先位置，也不代表就真把其他人甩出几条街。

毕竟，目前全球的量子计算研究处于 多种技术路线并行发展阶段。

像算法、软件方面就是百家争鸣的状态，在开源社区里，能看到各种类型的开发平台、算法软件工具啥的。

▼科技巨头们推出的量子计算云平台

在硬件上，人们也在尝试各种物理系统，像光量子、超导量子、离子阱、量子拓扑啥的。

谁能挺进决赛圈，现在根本看不出来。

但这不要紧，既然大家都在坚持投入做研究，不愁做不出量子计算机来。

至于会是谁最先搞出来，姑且拭目以待吧。