谷歌量子计算大突破，利与弊？

谷歌（GOOG.US）的量子AI部门创始人及领头人Hartmut Neven近日在博文中发布了谷歌（GOOGL.US）最新款量子芯片Willow，被誉为能媲美ChatGPT的震撼级突破。受此消息带动，谷歌的母公司Alphabet股价于12月10日逆市大涨超5%，同日纳斯达克指数（IXIC.US）下跌0.25%，道琼斯工业平均指数（DJI.US）跌0.35%。

Willow的厉害突破之处包括：

1）在传统的计算机世界里，信息以数位（bits）储存，不是1就是0，量子计算则使用量子比特（Qubits）进行储存，包括1或0的确定态，同时表示0和1的叠加态。也就是说，量子计算能够处理比传统计算大得多的数据量。

通常量子比特越多，出错的机会越高，这是量子计算发展面临的最大挑战之一，而Willow能够随着量子比特的规模化扩张而“指数级”地减少错误，这解决了量子纠错领域的一个关键挑战，该领域已经研究了近30年。

2）谷歌采用随机电路采样（Random circuit sampling，RCS）基准来衡量Willow的性能——RCS提供了对设备量子电路体积的全面评估（一种考量电路结构并反映模拟它所需的最小经典资源的测量方式），数值越高表明计算机功能越强大。

Willow以此基准衡量的性能惊人：在不到5分钟的时间内完成了一个标准的基准计算，这将花费当今最快的超级计算机的10万亿（即10的25次方）年的时间——这个数字远远超过了宇宙的年龄。

利与弊

无疑，Willow芯片是量子计算的一大突破，而且随着计算能力的大幅提升，将可解决许多当前计算机无法解决的问题，从而为多个领域带来突破，包括医疗、科学和金融。

不过，有加密货币业界人士担心，随着算力的提高，密码或不再安全，加密信息能够轻松被解读。算力的提高也将加快挖矿的进程，限定了供应量和因为当前算力而限定了挖矿时间的比特币，有可能提前被挖完；比特币挖矿用的SHA-256算法和数字签名算法ECDSA将很容易受到量子解密的攻击。

谷歌透露，该芯片有105个比特量子，但其未来将会建立一个拥有100万比特量子的系统。业界所担心的问题是，超导比特量子这种技术需要强冷却，谷歌要使用大量超导比特量子建立量子计算机，温度将会成为一个大问题，冷却技术或限制了比特量子的堆叠规模。

此外，谷歌的Willow芯片尚未有真实应用案例，而其针对性解决的问题都是已经限定问题框架的，因而能完成，而且这些任务和基准在实际应用上意义不大，Willow需要定义和解决真实的问题，才能突出其价值。

结论

无论Willow芯片有多少不足之处都好，其发布意味着量子计算实现了一个新的突破，这对于人类文明发展来说都具有举足轻重的意义。

除了谷歌之外，英伟达（NVDA.US）、IBM（IBM.US）、微软（MSFT.US）、英特尔（INTC.US）等都在研发量子计算技术，此外还有众多的初创企业和大学附属企业在研发这一技术，耶鲁大学教授创立的超导量子计算机开发者Quantum Circuits，其量子系统就拥有错误检测功能，并且可进行高保真可扩展计算，这家初创公司于今年8月获得了6000万美元融资。

受谷歌量子计算芯片带动，A股量子通信板块于12月11日表现活跃，2020年起专注量子计算业务的$国盾量子(688027)$及其关联公司科大国创（300520.SZ）均曾一度涨超10%，投资科大国盾的浙江东方（600120.SH）当前涨7.83%，而重点发展量子密码技术的格尔软件（603232.SH）涨停。

毛婷