刘兴亮|谷歌“量子霸权”的出现产生了巨大影响,令人极为担忧。

文/刘兴亮(微信公众号:刘兴亮时间)01-2年前,我在我的文章《区块链比特币的技术乌托邦》中提到,在当前区块链加密算法(量子计算)的头上挂着一把“达摩克利斯之剑”。

当时,许多人不这么认为,因为量子计算并不广为人知。

即使我们知道量子计算,据估计许多人对量子计算并不十分乐观,认为它离我们很远。这暂时不是问题。

在过去的两天里,一条关于谷歌“量子霸权”的消息传遍了科技界,刷新了我们对量子计算的理解。

据多家国外媒体报道,谷歌的一份研究报告显示,他们已经实现了“量子霸权”:世界上最大的传统超级计算机峰会将需要10,000年才能解决,其量子计算机可以在3分20秒内计算出来。

谷歌曾将相关论文上传到美国宇航局官方网站,但不久后该论文被删除。

互联网上经常有一句谚语:你删除得越快,事情就越大。

谷歌的“量子霸权”研究报告与此非常相关。

计算今天最强大的超级计算机10,000年来的结果花了200秒,这让人们想起了《西游记》中的一句话“天上一天,世界一年”。这就是区别。

这件事很严重。许多网民已经开始担心银行卡,还有人说“银行卡会颤抖”。

因为,首先,当前的加密算法受到影响。所谓的256位加密、1024位加密和2048位加密都是基于当前超级计算机峰会(Summit),其计算能力低于最大值。在此基础上,破解密码的计算时间非常长。当密码被破解时,密码不再有价值。

然而,如果谷歌在这份报告中的计算能力能够达到,Summit将需要在10,000年内计算出结果,并能在200秒内完成,那么破解当前密码只需几分钟的时间。

想到这有点可怕。

尽管量子计算领域的一些专业人士指出,谷歌的量子计算机只能解决特定的问题,不具备通用计算能力。

然而,在我看来,虽然科学技术需要用质疑的眼光来看待,但是科学技术的巨大进步不能被质疑所否定。

谷歌的“量子霸权”也是量子计算领域的重大突破。

传统的计算机理论模型是图灵机,硬件架构基于冯·诺依曼架构(von Neumann architecture)。

各种新架构,如集群/网格,包括流行的虚拟化、云计算和各种超级计算机,都是建立在冯·诺伊曼架构之上的。

尽管在摩尔定律无形之手的推动下,计算能力的发展超出了我们的想象,但近年来,我们越来越发现摩尔定律越来越不准确,甚至有人提出摩尔定律是无效的。

这反映了一个我们不得不承认的事实:传统计算机越来越接近极限。如果我们继续沿着这条路走下去,我们的计算能力将很快达到终点。

正是在这种背景下,量子计算的优势逐渐显现出来。

量子计算突破了传统计算机硬件的体系结构,拥有自己独特的软件系统。

量子比特是量子计算的理论基石。

在传统的计算机中,信息单元由二进制1位表示,它或者处于“0”状态,或者处于“1”状态。

在二进制量子计算机中,信息单元被称为量子位(qubit),它除了“0”状态或“1”状态之外,还可以处于叠加状态,因此传统的一位只能代表一个值,但是一个量子位可以同时代表多个值,因此它突破了传统计算机的限制,可以同时做更多的计算,从而大大提高了计算能力。

所谓「量子霸权」,并不同于外交军事上的「霸权」,它是指量子计算拥有的超越所有经典计算机的计算能力。所谓的“量子霸权”不同于外交和军事事务中的“霸权”。它指的是量子计算拥有的计算能力,超过所有经典计算机。

因此,量子计算机是计算机发展史上的一个新物种,也是人类科技史上的一次革命性创新。

它的出现将对世界产生颠覆性影响。

关于谷歌的量子霸权,让我强调三点:左边的一点:这是量子计算的一个里程碑。

量子计算最早是在20世纪80年代初提出的,直到2011年世界上第一台商用量子计算机“D-WaveOne”发布之前,它只是一些理论研究。

与传统计算机相比,速度仍然相对较慢,主要是因为技术更加困难,而且因为许多人和公司短期内看不到希望,他们不敢或不想参与量子计算的研究。

谷歌的“量子霸权”创造了一个巨大的里程碑。其分阶段的成就无疑是一种激励,并增强了整个行业的信心。

这就像一个基准,让同行看到希望。我相信一些研究人员将很快提出“赶上谷歌”的目标。

从事前沿技术的研究是一条艰难的道路。在这条路上,像谷歌这样的领导者需要在前面大声呼喊。

其革命性的突破也将吸引外界更多的关注,使量子计算更受欢迎,并吸引更多的资本和人力投资于量子计算的研究。

没错:除了密码学,它还会改变更多的领域。

由于计算能力提高了几十万倍,与当前科学计算相关的化学、材料科学和药学将发生革命性的变化。

这将大大缩短新材料和药物的研发周期。

它对人工智能的规范化和机器学习的改变是革命性的。

目前,一些研究者已经挖掘空思想来提高算法的性能,不断优化、优化和再优化。

在量子计算之前,这些算法是完全不必要的。

计算能力的巨大增长使得机器学习、深度学习更快更强,这使得人工智能更强大,能够处理更复杂的计算,并应用于更复杂的场景。

这也将改变金融业。

谷歌“量子霸权”的消息传出后,据说对冲基金行业已经欢呼雀跃,因为它们正通过计算机的超级计算能力主宰金融市场。

此外,整个银行安全体系也面临新的考验。

下一点:谷歌的“量子霸权”提醒中国需要增加对量子计算的投资。

尽管谷歌的“量子霸权”离真正的通用量子计算还有很长的路要走,但它仍然遥遥领先。

事实上,在美国,除了谷歌,英特尔、微软和IBM都加入了量子计算的竞争。

英特尔与其他制造商合作推出首个量子低温晶片探针,这可以加速硅基量子芯片上量子位的测试过程。

微软正在大力推广量子计算相关的Q#语言。它的目标是开发通用量子计算机。

IBM的53量子位量子计算机将于10月份推出。

谷歌的量子计算机已经达到72个量子位。

在中国,虽然理论研究取得了一定的成功,HKUST和华为都在技术实现方面引入了量子计算模拟器,但与这些巨头相比还是有明显的差距。

量子计算必将成为未来科学技术的战略制高点。

将来,我们的国家在这片高地上不能被别人控制。因此,国家及相关科研机构和企业有必要加大对量子计算的投资。

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