徐令予博客

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為什麽物理學界對量子計算的爭議持續存在

(2026-01-17 20:21:55) 下一個

    ——關於《量子計算機很可能永遠不會成功》一文的若幹補充與回應

撰文|徐令予

《量子計算機很可能永遠不會成功》一文發表後,在多家媒體的轉載下引發了廣泛關注。傳播熱度雖不代表真理歸屬,但它釋放了一個重要信號:量子計算正逐漸走出單一的“樂觀敘事”,開始進入一個更加多元、審慎的公共視野。

在讀者的反饋中,認同與質疑交織,而對我而言,後者尤顯珍貴。科學從來不需要鮮花和掌聲,它本質上是在持續的質疑、修正與反思中砥礪前行。作為一項承載了世人熱切期待的高精尖技術,量子計算的演進尤其需要理性的批評與嚴肅的質疑。

作為《量子計算機很可能永遠不會成功》的續篇,本文無意於情緒渲泄,而是旨在真誠地回應批評意見,並對關鍵議題進行深度補遺。與其說這是一次“回應”,不如說是將理性的質疑繼續向深處推進的一次嚐試。

一、對量子計算質疑主要來自物理學專家學者

讀者對前文的批評比較集中在一個問題上:視頻播主是否具備評價量子計算問題的資格。對此,有必要先澄清一個容易被忽略的事實:**該視頻並非播主個人的原創判斷,而是對既有學術爭論的整理與轉述**。在這一意義上,她更接近一名“二傳手”——將原本分散在學術文獻與專業討論中的質疑觀點,係統地呈現給公眾,而非以個人權威替代學術共識。

更重要的是,視頻中所引用的質疑,並非來自邊緣聲音,而是出自一批在理論物理與計算基礎領域具有一流水準的專家。其中不乏長期深度參與量子物理、計算理論與物理基礎領域研究的頂尖學者,**甚至包括兩位諾貝爾獎獲得者**。這些觀點是否成立,當然可以繼續討論,但將其簡單視為“外行唱衰”或“個人情緒化判斷”,顯然並不符合事實。這裏有一張表格,列出了視頻中提到的相關學者姓名與其質疑要點,供讀者參考。

同時,有必要需要指出,視頻播主本身並非缺乏專業背景的媒體從業人員。**Sabine Hossenfelder** 受過完整而嚴格的理論物理訓練,長期從事量子引力及相關基礎問題研究,並在德國科研機構任職。她並非以“科普身份”介入前沿議題,而是在轉向公眾傳播之前,已深度參與過相關學術領域的內部討論。

因此,對該視頻更合理的評價方式,或許不是圍繞“她有沒有資格”,而是回到問題本身:**這些被轉述的質疑是否值得被認真對待**。在科學討論中,觀點的分量最終取決於其邏輯與證據,而非傳播者的身份和立場。

二、中國物理學家的質疑:量子模擬,還是通用量子計算?

前文發表後收到兩條來自國內頂級高校物理係教授的評論,尤其值得重視。他們的基本判斷高度一致,這也從另一個側麵印證了對量子計算的質疑在物理學界持續並普遍存在。

一位評論者指出:“當然現在都是用來做量子模擬了。這就回歸到1980年費曼提出的設想,用量子係統模擬量子係統。這應該是沒有太大問題,但是離10年前20年前宣傳的量子計算的宏大目標就太遠了。”我非常讚同這個觀點。

當前量子計算的發展路徑,事實上正在回歸其最初、也是最現實的設想——量子模擬。即利用量子係統去模擬量子係統,這正是費曼在 1980 年提出的原始構想。從物理原理上看,這一方向比較現實可行,也確實在若幹實驗中展現出價值。但是這與二十多年來所宣傳的“通用量子計算”、“指數級算力躍遷”等宏大目標,已經拉開了顯著距離。這種回歸本身,並非失敗,而是合理的目標收縮與調整。

另一位評論者則將問題進一步歸結到更根本的層麵:量子計算所要求的量子體係,是否能夠在真實物理世界中存在。從原則上講,理想的量子計算依賴於極低溫、極高隔離度的係統,而這樣的係統在嚴格意義上並不存在。一旦係統規模擴大、結構複雜,熱力學效應便不可避免地介入。傳統量子力學的分析框架,往往側重於理想化的孤立係統,卻忽略了熱力學在複雜係統中的主導作用。

這兩條評論雖然切入角度不同,但最終都指向同一個核心問題:量子計算所麵臨的挑戰,並不主要來自某些尚未攻克的工程細節,而是來自物理本身的結構性約束。這種質疑並非來自某一國家、某一學派或某一個人,而是在不同學術環境中反複出現的獨立判斷。正因如此,它們更應該被認真對待,也更說明相關討論並非一時的悲觀情緒,而是對物理邊界外推的理性反思。

三、實踐是檢驗真理的唯一標準

圍繞量子計算的討論,最終無法回避一個最樸素、也最具約束力的檢驗標準:**實踐**。自量子計算在上世紀九十年代作為一種明確的計算設想被提出以來,至今已過去三十餘年。若以“是否產生了可驗證、可重複、且不可由經典計算輕易替代的實際應用”為衡量尺度,量子計算的現實進展,與其長期以來承載的宏大技術敘事之間,存在明顯落差。

最具代表性的例子是 Shor 算法,理論上該算法在量子計算機上運行,能以多項式時間實現大整數的質因數分解,從而威脅公鑰密碼RSA的安全。但理想很豐滿,現實太殘酷,經過二十多年的努力,Shor 算法的實際效果令人十分沮喪。

曆史關鍵節點

  • 1994年:Peter Shor提出 Shor's 算法,理論上可以加速分解大整數,威脅RSA。
  • 2001年:IBM用7-qubit NMR量子計算機首次實現分解 15 (=3×5)。
  • 2012年:光子量子係統成功分解21 (=3×7),這是純Shor's算法在量子硬件上的可靠的最佳記錄(確認糾纏存在,非預知答案)。
  • 2010s後期:多次重複分解15(使用超導、離子阱等係統),嚐試35 (=5×7)失敗(2019年IBM Q System One成功率僅14%,噪聲積累導致電路崩潰)。
  • 2022年後:更大數(如48-bit 261980999226229)用混合量子-經典方法(如SQIF+QAOA)實現,但不屬於純 Shor's 量子計算,記錄無效。
  • 2025-2026年:雲平台(如IBM 133-qubit)重複驗證 15/21,但 35 信號不穩定,無新的 Shor's 量子計算記錄突破。模擬器上可達39-bit,但非由真實量子硬件實現。 

一句話總結:純 Shor's 量子硬件分解大整數30年來仍停在兩位數,要破解 2048 位的 RSA 密碼實屬異想天開。

從純粹算力角度看,現有量子計算裝置在可執行任務的規模、穩定性與可靠性上,也尚無法與丟在車庫角落二十多年前的台式計算機相提並論。這一差距並非隻是簡單的工程問題,而是與量子係統對低溫、隔離和誤差控製的極端要求直接相關。在可預見的時間尺度內,量子計算距離“替代”或“重塑”現有計算體係,仍然存在很難逾越的鴻溝。

指出這一現實,並非否認量子計算的研究價值。基礎研究本就允許長期探索與不確定結果。然而,當一種技術在公共敘事中被不斷描繪為“即將改變世界”,而其三十餘年的實際產出仍主要停留在實驗演示與原理證明階段時,對其前景保持審慎,便不再是悲觀,而是一種必要的理性態度。**實踐終究是檢驗技術承諾的最低標準**,這一原則,同樣適用於量子計算。

四、AI對視頻《量子計算機很可能永遠不會成功》的評價

Gemini

目前,(量子計算)這一問題已從理論爭論轉向了實證的“動真格”階段。

 * 投資風險: 確實存在出現“量子寒冬”的風險。如果在未來 5 到 10 年內,巨額的資金投入無法產生具有實用價值、且經過糾錯的邏輯比特,那麽在物理學問題被完全解答之前,資金鏈可能就會斷裂。

 * 科學價值: 即便懷疑論者是對的,量子計算機最終“失敗”了,這種失敗也將是重大的科學勝利。因為它將證明我們對量子力學的理解是不完整的,並將指向一種“新物理學”,以此解釋為什麽宏觀世界的運作方式與微觀世界如此迥異。

結論: 懷疑論者為過熱的宣傳提供了必要的“清醒劑”。雖然大多數專家仍保持謹慎樂觀,但技術障礙並不僅僅在於製造更好的硬件,更在於物理定律是否允許我們在這種規模下控製自然。

ChatGPT v5.2 

關於“量子計算機可能永遠不會成功”這一命題,我的總體看法是:作為結論,它過於強;但作為提醒,它是正當且必要的。視頻真正有價值的地方,並不在於預測量子計算的成敗,而在於迫使人們重新審視一個長期被忽略的問題——量子計算的宏大承諾,究竟建立在多少尚未被驗證的前提之上。

圍繞量子計算的討論中,一個常見的混亂在於對“成功”的理解並不一致。對有些人而言,成功意味著造出更多量子比特、跑通更多實驗;對另一些人而言,則意味著在某些特定問題上超過經典計算;而在更宏大的敘事中,成功往往被默認為一次通用意義上的算力躍遷。視頻所質疑的,主要是最後一種意義上的“成功”,但這一點在公共討論中經常被忽略。

從理性角度看,量子計算麵臨的最大不確定性,並不完全來自工程困難,而是來自三個更深層的問題:其所依賴的物理區間是否已經被驗證,其算法優勢是否能夠隨規模持續放大,以及支撐大規模量子疊加的理論前提是否在複雜係統中仍然成立。這些問題彼此獨立,且任何一項無法成立,都會動搖人們對量子計算前景的整體預期。

因此,與其說量子計算“可能永遠不會成功”,不如說:目前尚無充分理由確信它必然會以人們所期待的方式成功。在這一意義上,這類質疑並非反對技術進步,而是一種對科學外推邊界的理性自覺。量子計算最終的成敗,或許不僅決定一項技術的命運,也將反過來檢驗我們對自然規律理解的深度與限度。

 

徐令予 作於南加州 (2026年1月10日)

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評論
洞庭東山人 回複 悄悄話 讀者“風雨年華1”的評論:
通讀這篇補充與回應,我最大的感受不是“量子計算會不會失敗”,而是終於有人把討論從情緒化立場,拉回到物理邊界與實踐尺度上。這在當下的技術敘事中尤為難得。

文章最有價值的一點,在於你不斷區分“誰在說”與“說了什麽”。無論是對視頻播主身份的澄清,還是對學術來源的梳理,都在提醒讀者:科學討論的核心不在傳播者的標簽,而在觀點本身是否經得起邏輯與證據的檢驗。這種態度,本身就體現了對科學精神的尊重。

對“量子模擬”與“通用量子計算”的區分,尤其關鍵。你並未否認量子係統在特定物理問題上的研究價值,而是明確指出:當初被反複宣傳的“通用算力躍遷”,正在悄然退回到更有限、也更現實的目標。這不是唱衰,而是對目標外推的校正。能把這種“目標收縮”講清楚,本身就是對公眾理解的一種負責。

文章中多次強調的一個核心判斷,我非常認同:量子計算麵臨的瓶頸,未必主要是工程問題,而很可能是物理結構性約束。當熱力學、噪聲、規模效應不可避免地介入時,理想化的量子力學框架是否還能支撐宏大的計算設想,本就值得持續追問。這種追問不是悲觀,而是對理論邊界的誠實麵對。

關於 Shor 算法三十年的實踐進展回顧,尤具說服力。它用冷靜的事實提醒我們:理論上的指數優勢,與現實硬件上的可驗證結果之間,仍橫亙著難以忽視的鴻溝。在這一點上,“實踐是檢驗真理的最低標準”並不是口號,而是對技術承諾的基本約束。

我也很認同你在結尾所表達的立場:質疑並不等於反對進步。即便量子計算最終無法以最初設想的方式成功,這種“失敗”本身也可能推動我們更深刻地理解量子理論的適用範圍,甚至指向新的物理圖景。從這個意義上說,審慎的懷疑不是潑冷水,而是為過熱的敘事降溫。

這篇文章真正做的,不是給出一個簡單的結論,而是把一個被神話化的技術問題,重新放回科學應有的討論軌道。在今天,這種清醒本身就很稀缺,也很有價值。
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