数百万倍的加速能证明谷歌真的在进行量子计算吗？

本周，谷歌宣布了一项突破，可以证明其量子计算机确实在使用量子力学。当研究人员向 D-Wave 2X 提出一个精心设计的测试问题时，这台 1,000 量子比特计算机的解题速度比传统计算机快 100,000,000 倍。

不少科技巨头和政府机构都在投资量子计算。谷歌、NASA 和洛克希德马丁等许多公司都在使用 D-Wave 制造的商用量子计算机。他们的想法是，这些设备可以利用量子力学的反直觉效应，比传统计算机更快地解决问题，这可能会改善人工智能、材料科学、太空探索，甚至谷歌网络搜索。（然而，怀疑论者认为这些实际应用是牵强附会的，量子计算最有可能应用于一个不那么光鲜的业务：证明量子力学的理论。）

无论我们计划如何使用量子计算机，我们首先必须克服一个大障碍：证明计算机确实在使用量子力学来解决问题。量子计算发挥作用的一个标志是量子加速——这正是谷歌研究团队发现的 [披露：其中一位研究人员是本文作者的朋友]。在他们在 arXiv 预印本服务器上发布的论文中，他们设计了一个问题，真正的量子机器应该能够比传统机器更有效地解决这个问题。然后，他们将这个问题提交给他们的 D-Wave 2X 和一台经典单核计算机。D-Wave 2X 的速度明显快于传统机器，比运行模拟量子计算算法的传统计算机快 1 亿倍。

最终，非凡的主张将需要非凡的证据。

所以谷歌已经证明他们的量子计算机真的是量子计算机……对吧？D-Wave 2X 似乎确实在利用量子效应。但它解决的问题对于 D-Wave 这样的机器来说很简单，而对于它所竞争的算法来说却很难。这就像你让物理学家与文学评论家竞争解决一道复杂的数学题来测试她的智力：科学家可能会在那项特定的测试中取得高分，但这并不能证明她总体上比评论家更聪明——也不能证明她会在同一场比赛中击败数学家。如果研究人员选择了不同的问题，或者他们将 D-Wave 2X 与不同的算法进行了比较，那么量子机器可能就不会那么令人印象深刻了。

最终，非凡的主张需要非凡的证据。为了赢得批评者的支持，D-Wave 计算机必须一遍又一遍地展示量子行为。在此过程中，研究人员将学习如何改进这些设备，使其具有更强的计算能力并减少错误。这对每个人来说都是一个巨大的胜利。