徐令予博客

考槃在澗,碩人之寬。獨寐寤言,永矢弗諼。考槃在阿,碩人之薖。獨寐寤歌,永矢弗過。考槃在陸,碩人之軸。獨寐寤宿,永矢弗告。
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“九章”距離通用型量子計算機有多遠

(2020-12-07 12:51:52) 下一個

“九章”距離通用型量子計算機有多遠

                                                                    作者:徐令予

 

在通常情況下,我不會對量子計算機的新聞報道作出反應和評論,原因有二個方麵:首先,我對量子計算機的原理的缺乏深入全麵的了解,我一般不會對一知半解的問題發表自己的意見;其次,量子計算機目前仍處於科研的初級階段,對於科學研究應該支持,允許科研探索中犯錯,對於沒有實際應用的研究也不能一概予以否定這是我對科學研究的一貫態度。

最近一段時間來,少有人在我的量子通信批評專欄中搗漿糊,“九章”量子玻色釆樣新聞一出來,馬上又有人在評論區對我冷嘲熱諷,好像又撿到了什麽救命稻草一樣,這些人的邏輯真的非常奇怪。量子計算機與量子通信不僅工作原理不一樣,應用範圍也完全不同,前者還處於科學探索階段,後者主要是在工程化產業化方麵遭遇嚴重困境,不管在量子計算機的科研領域取得何種成果都不能掩蓋粉飾在量子通信工程化中犯下的嚴重錯誤。

對於量子計算機的科學研究應該積極支持,但是我認為對量子計算機原型機“九章”的宣傳報導還應該實事求是為好。本文收集了關於量子計算機的一些有價值的資料,供讀者學習理解,同時根據這些資料我歸納出以下幾條意見供參考。

1)“九章”隻具有“高斯玻色取樣”這樣一種特定的處理能力,它連量子專用數字處理設備都算不上,離開通用量子計算機差之十萬八千裏。這其實也是目前世上所有量子計算機的通病,連一個真實的 Qubit 和 CNOT門都沒有,這些物理實驗室的巧婦們竟敢造無米之炊。

2)“九章”的高斯玻色取樣算法並無多大實用價值,至少目前的應用前景十分有限。

3)“九章”整套裝置從原理層麵來看,它更像是一套模擬計算設備而不是數字計算設備。早期的摸擬計算釆用電路模擬,所以又稱為模擬電子計算機,現在采用量子效應則該稱為模擬量子計算機更為合適。

4)對於一些特定問題,模擬電子計算機在處理速度和精度上超過電子數字計算機,這不值得大驚小怪。但是模擬計算機缺乏可編程能力,隻能專機專用,很難成為通用型計算機,這就極大的限製了模擬計算機的普及應用。“九章”原型機就缺失編程能力。

5)模擬計算機不是什麽新鮮事,它的起步甚至早於數字計算機。上世紀五六十年代,蘇聯在模擬計算機的研製中化費了大量的資源,最後的結果是一地雞毛。路線錯了害死人,曆史的教訓值得深思。

6)量子計算機不僅在近期內作用十分有限,未來的應用前景也不應過分的誇大。量子計算機永遠不可能代替經典電子數值計算機,它在許多問題的計算能力遠遠不及你的平板電腦。計算機理論告訴我們,無論將來的量子計算機有多強大,這世上還是會有許多計算問題不是量子計算機能解決的了(注意下圖中BQP黑色虛線曲線之外的複雜計算問題)。

7)“九章”這麽厲害,公鑰密碼還安全嗎?

回複:請放一百個心,“九章”與破解公鑰密碼沒有半毛關係。“九章”隻能運行高斯玻色取樣,破解公鑰密碼的是Shor算法。目前能夠運行Shor算法的量子專用計算設備要破解1024位字長的RSA,就好比癩蛤蟆想吃天鵝肉。即使將來量子計算機能力有了進步,RSA字長提高幾倍就可輕而易舉地抵禦量子計算機的攻擊。量子計算機一步步吃力地往上攀登,誰知抗量子公鑰密碼早在山頂等候多時一腳就能踢飛量子計算機。

中國正在加速推進數字貨幣和區塊鏈,這些技術的安全基礎就是公鑰密碼,美國也在推進美元數字貨幣Libra。這兩個國家的密碼界的高人門兒清著呢,誇大量子計算機威脅,宣傳公鑰密碼危機論真的可以洗洗睡了。

 

附上專業人士的一些分析和評論。

[1]

It is just hypes. First, quantum supremacy is meaningless. Second, the Google claim was hotly contested. Last, light can never be used to build a practical computer, quantum or classical. I told you I would ignore all QC claims, especially experimental ones. 

There have been lots of hugely hyped papers in the most prestigious journal Science, usually by others, and most of its papers give very small advances anyway. I already exchanged too much with XXX and XXX on this hype phenomenon today and forwarded you. In the future I would respond to your such links only if I think there is something you should take look after my brief look into them.

(譯文)這隻是炒作。首先,“量子霸權”毫無意義;其次,穀歌的主張遭到了激烈的質疑;最後,光永遠不能用於構建實用的量子或經典計算機。我告訴過您,我將忽略所有量子計算機的宣傳,尤其是實驗性結果的宣傳。

在最負盛名的《科學》雜誌上,有很多被大肆宣傳的論文,通常是其他人所發表的,而且大多數論文都沒沒有什麽實質性進展。今天,我已經就這種炒作現象與XXX和XXX進行了過多交流,並轉發了您。將來,隻有在我對這些鏈接進行了簡短的了解之後,我才會對您的此類鏈接做出回應。

[2]

[3]

[4] 寫給開發者的量子計算入門教程——基於Q#語言描述

https://swardsman.github.io/learning-q-sharp/

 

[5]高斯玻色采樣不是量子並行計算而是經典的硬件蒙特卡洛模擬

http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=3424736&do=blog&id=1261086

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南伊 回複 悄悄話 一台隻能做特定模擬的實驗設備,與通用量子計算機八竿子打不著
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