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作為量子計算領(lǐng)域最重要的專家之一，Scott對于這項成果不吝贊譽，甚至親自發(fā)了一篇博客解析這件事情。

在Scott看來，潘建偉、陸朝陽團隊這次實現(xiàn)的研究成果，不僅是量子計算優(yōu)越性的有利證明，所求解的玻色子采樣 （BosonSampling）問題，也是證明量子計算超越傳統(tǒng)方法的又一重大突破。

畢竟在這之前，有關(guān)量子計算優(yōu)越性的爭議，一直沒有停止過。

此前Gil Kalai （著名數(shù)學(xué)家）曾撰文稱，多光子做玻色子采樣，理論上絕不可能成功。

而IBM也曾質(zhì)疑過谷歌取得的量子計算優(yōu)越性，認為這種證明方法上完全不靠譜，相比之下，IBM用傳統(tǒng)方法也能做到相同的結(jié)果。

但「九章」的實驗結(jié)果，無疑從理論、方法上都證明了量子計算的優(yōu)越性，不留情面地給質(zhì)疑者來了有力的一擊。

那么，什么是量子優(yōu)越性，什么又是玻色子采樣？

Scott對量子優(yōu)越性進行了科普，并介紹了潘建偉、陸朝陽團隊這次實現(xiàn)的成果。

量子優(yōu)越性是什么？

先來回答這個問題。

根據(jù)陸朝陽的介紹：

量子優(yōu)越性是指當新生的量子計算原型機，在某個問題上的計算能力超過了最強的傳統(tǒng)計算機，就證明其未來有多方超越的可能。

就在去年，谷歌率先首次實現(xiàn)了這樣的量子霸權(quán)。

它所打造的量子計算原型機，名叫懸鈴木。

懸鈴木在解決“隨機線路采樣”問題時，在100萬個樣本情況下，僅需200秒時間。

而當時全球最快的超級計算機Summit，在解決這個問題時，卻要花費2天的時間。

對此，谷歌CEO皮猜評價道：

這是量子計算領(lǐng)域的 Hello World moment。

而現(xiàn)如今，隨著九章的問世，量子計算與傳統(tǒng)計算的差距拉得更大了：

在解決波色采樣問題時，5000萬個樣本情況下，九章僅需200秒。

而當今最快的超級計算機富岳，則需要花費6億年之久。

若是樣本數(shù)量繼續(xù)擴大，例如100億個樣本，九章需要花費10個小時，而對于富岳，則是1200億年。

橫向?qū)Ρ葋砜矗耪碌乃俣龋菓意從镜?strong>100億倍！

根據(jù)微博用戶“木遙”的介紹，量子霸權(quán)這個詞的發(fā)明人 John Preskill 當時是這么評論的：

他在 2012 年提出量子霸權(quán)這個概念的時候問過，大規(guī)模量子計算究竟是非常非常困難，還是不可思議地困難？

前者意味著還有幾十年的路要走，后者意味著可能還要幾個世紀。Google 這個成果讓他更相信前者了。

Scott表示，相比于谷歌，潘建偉團隊的這項實驗的意義在于，這是首次通過光子學(xué)，證明量子計算優(yōu)越性的做法。

當然，對于這次潘建偉團隊解決的玻色子采樣問題，Scott也調(diào)侃：

除了證明量子計算優(yōu)越性以外，這也是駁斥Gil Kalai理論的有利證據(jù)。

那么，Gil Kalai一直認為理論上不可能實現(xiàn)的玻色子采樣，究竟難在哪里？

玻色子采樣是什么，難在哪里？

玻色子采樣解決的，本質(zhì)上是這個問題：光子的分布是什么？

對于量子計算機來說，只需要讓自己符合光子的分布，就能夠解決這一問題。

然而，傳統(tǒng)的計算機，則必須通過計算名為積和式 （permanent）的矩陣，來計算光子的分布。

如果只是兩個光子的輸入，計算機只需要計算2×2的矩陣。

但是，隨著光子輸入和檢測器數(shù)量的增加，矩陣的尺寸也會隨之增加，從而成倍地增加了問題的計算難度。

據(jù)Scott介紹，普通經(jīng)典計算機想要模擬BosonSampling實驗的難度，目前大約增加了2^n，其中n是檢測到的光子數(shù)。

除了要考慮噪聲等實驗影響條件以外，還要不斷地對結(jié)果進行統(tǒng)計測試，以驗證這些影響給實驗造成的欺騙性結(jié)果。

Scott表示，相比于這些驗證過程，給出欺騙性的結(jié)果對于團隊來說，可能會更容易（但他們沒這么做）。

事實上，Scott在審稿時，發(fā)現(xiàn)潘建偉團隊只用了30個光子來驗證他們的實驗結(jié)果，而且還依靠了合理的外推法。

Scott覺得奇怪，如果按照團隊給出的這種方法，應(yīng)該有可能達到40個光子甚至50個光子？

目前來說，直接驗證n光子的BosonSampling，結(jié)果大約需要2^n倍的時間，但目前的超級計算機應(yīng)該可以滿足計算條件。

幾周后，團隊作者給出了回應(yīng)，表示他們現(xiàn)在已經(jīng)驗證了40個光子的結(jié)果，只不過花了40萬美元左右……

聽起來有點貴，不過陸朝陽也對此做出了回應(yīng)：錢不是我們出的，是無錫那邊的超級計算機“神威·太湖之光”（在世界超算性能榜上排行第4）幫忙出的。

而冷卻超算所用的水，太湖之光的負責人表示可以給周圍的居民區(qū)供暖……

“感謝陸朝陽送我的200個口罩”

最后，Scott也談及了這次審稿中的一些趣事。

Scott表示，在疫情發(fā)酵一段時間后，口罩當時在中國已經(jīng)恢復(fù)生產(chǎn)，然而美國卻幾乎買不到。這時候，團隊負責人之一陸朝陽給他寄了200個口罩 （Scott稱，他完全沒有提過這方面的要求）。

對此，Scott表示：

我非常感激這件事，雖然這并不會對我的審稿結(jié)果造成影響。

有網(wǎng)友調(diào)侃，以后在提交稿件的時候，是不是可以順便給審稿人寄點口罩？

Scott博客原文：
https://www.scottaaronson.com/blog/

參考鏈接：
https://weibo.com/1644684112/JwTSjD34L