㈠ 谷歌號稱實現的「量子霸權」，究竟霸了個什麼權
前段時間，谷歌在 NASA 上發表了一篇論文草稿， 宣稱「谷歌的 AI Quantum 研究小組的 53 量子比特處理器實現了「量子霸權，目前最強超算需要花費 10000 年的計算在量子計算機上只用 200 秒就夠了」 。不過沒多久這篇論文就被撤回了。
（ 利用可編程超導處理器實現量子優勢 ）
雖說後來有人解釋說是論文還在審查，被 NASA 提早發布了。可不是發了果照再撤回大家就能當沒發生過。 又是最強又是霸權的，吃瓜群眾早都興奮了 。
連明年的美國總統候選人 Andrew Yang 都發聲：世界上再沒有破解不了的代碼了。
霸權通常和地位聯系在一起，像什麼世界霸權，軍事霸權，文化霸權什麼的，很容易給人一種處在能夠操控、壓制他人的強勢地位的感覺。一聽到 XX 霸權這樣的詞語，總會讓我們心頭一顫。
那這個「量子霸權」究竟霸了個什麼權，對我們又有什麼影響呢？
為了不讓大家產生什麼誤解，先告訴大家結論： 「量子霸權」和我們所理解的霸權根本不是一回事 ，而且就目前來看， 短時間內也不會對我們帶來任何影響 。
「量子霸權」，翻譯自 Quantum Supremacy ，最早出現在 《 MIT Technology Review 》( 麻省理工 科技 評論，是由麻省理工學院出版的雜志 ) 關於谷歌與 IBM 開展量子計算研究競爭的評述中。
他們認為， 當量子計算機發展到 50 量子比特的時候，就能實現 「 量子霸權 」，超過世界上任何傳統計算機，能夠解決傳統計算機解決不了的問題 。
如果不是很了解量子的概念，大可以先把量子計算機當成一種先進的電腦，量子比特當成一種特別的比特。
大家都知道傳統計算機是靠數字 0 和 1 的二進制進行存儲和運算的，一個比特代表一個數，一堆比特就成了數據。量子比特則是可以同時表達 1 和 0 的另類。
我們把小黑胖比作比特，方便大家理解。
小黑胖可以吃雞腿，也能啃豬蹄，但從常識來說，同一時間他只能吃其中一種。
但量子小黑胖就不一樣了， 他能在吃雞腿的同時也在啃豬蹄 ，如果不掰開他的嘴看看，你永遠不知道他吃什麼。
於是有人預言，當 50 個量子小黑胖一起吃東西時，就能吃掉不管多少個普通小黑胖都沒法在一頓飯的時間里吃掉的肉山。
可誰也不知道那麼多量子小黑胖在一起會不會打起來；會不會乾脆打起來了麻將，不吃東西了。
於是大家決定， 如果誰成功湊齊這么多量子小黑胖並讓他們吃掉那座肉山，就說他實現了「 量子霸權 」 。
事情就是這樣
相信有差友都開始罵人了， 這是哪門子的「 霸權 」啊？
雖然不存在什麼量子小黑胖，也沒人能一邊吃雞腿同時啃豬蹄，更理解不了為什麼掰開嘴之後里邊只剩下了一種食物，但「量子霸權」就是這么回事。
谷歌針對某個問題，弄出了這么一台量子計算機。然後證明了在這個問題上最厲害的超算都算不過量子計算機。
不過天見可憐，估計評述的作者也想不到，他只是想感慨量子計算機的算力優勢，沒想到這個單詞在中國朋友這還有這么復雜的意思。
其實讓托尼來形容，估計也想不出啥准確的詞，或許可以叫 「 量子牛逼 」 ？
至於它的算力有多強，給大家舉個栗子。
0 就像硬幣的正面， 1 就像硬幣的反面，傳統計算機裡面，每次拋硬幣要麼是正面要麼是反面。
如果扔兩枚硬幣，傳統計算機要像小孩子一樣，同一時刻只能在正正、正反、反正、反反這四種狀態中選一種。而量子不做選擇，所有狀態同時全都要。
可能差友對這種近乎耍賴的行為沒什麼概念，那我們再換顆實際點的栗子。
大家說好去找萬匹絲，路飛坐船從東海出發，你鳴人卻用多重影分身分頭找。還敢說你鳴本開沒開掛！
雖說不管多麼復雜的演算法，通過不斷重復的計算都能得到答案，但是有些問題算起來就是成千上萬年，得到答案的時候可能早都不需要了。
為什麼現在的人工智慧更像個人工智障，為什麼人類遲遲破了不了基因的秘密，為什麼郵遞員的最短路線算不出來。。。 還不是因為算不過來 ！
但這些為什麼大部分都會在量子計算下被摧枯拉朽地解決。
毫無疑問，現在的密碼對上量子計算機的下場只有一個， 輸的連褲衩都不剩 。
傳統加密方式在掛壁面前毫無意義，個人的、銀行的、機關的，就連區塊鏈的秘鑰被試出來也就是分分鍾的事。。。
現有的加密演算法
不過這是「 現在 」的密碼系統對比有了完善演算法的「完全體」量子計算機的情況， 現在真正意義上的量子計算機還沒影呢 。
2000 年時 IBM 首席科學家迪文森佐提出了量子計算機應該滿足的五條標准， 可現在還沒誰能全部達標（ 包括谷歌這次 ） ，谷歌這次的演算法和密碼破解也沒一毛錢關系。
算力會進步，加密方式也在變強。
512 位的 RSA 加密演算法在 1999 年就被破解了。
768 位的 RSA 加密演算法也只撐了 10 年 。
雖然目前廣泛採用的 RSA 1024 還好好的，但居安思危，早有人提議啟用 RSA 2048 ，甚至是 RSA 4096 。
就連數字證書中常用的 SHA-1 演算法，在 2017 年也被谷歌破解。
但，目前為止也沒見哪個國家的核彈密匙被盜用。
退一萬步 ，量子計算的對手也該是同樣開掛的量子加密。
就像矛和盾，鐵矛刺穿木盾當然毫不費力，但因此就說矛比盾強，邊上的鐵盾肯定不樂意。
道理是這么個道理，不過大家肯定還關心： 咱們國家有鐵盾了沒，厚實不？
雖然量子計算方面各國還是一個你追我趕的狀態，但在量子加密領域我國可以說是一騎絕塵。
早在 2016 年，我國就已經把量子衛星「 墨子號 」送上天，並在 2017 年通過 「 墨子號 」 與奧地利科學家進行了量子加密的視頻通話~
除了盾硬，矛也得造。政府的大力扶持， 科技 企業的不斷投入， 我國在量子計算領域也穩坐第一梯隊 。
阿里巴巴達摩院 2017 年就和中科院合作成立了 「 中科院阿里巴巴量子計算實驗室 」，與一眾 科技 巨頭爭奪 「 量子霸權 」。
華為投入研究量子計算之餘，也在提升行業生態和人才基數：華為雲提供雲量子模擬，沃土計劃培養未來量子計算人才。
「 量子霸權 」才是個開頭呢，後面的 科技 競爭還需要源源不斷的人才支撐。
托尼沒這么大本事弄出一大塊人才成長的沃土，但有平均水準超高的差友們啊！雖說沒誰看這么篇文章就要努力研究量子 科技 去，但多少能讓更多人知道量子計算是怎麼回事。
哪怕只有一點點， 社會 關於量子 科技 的環境都在變好。
這就值了。
㈡ 量子計算商業化，還需跨越技術關卡和規模困境
自1982年物理學家理查德•費曼首次提出如何利用量子力學的特性來徹底改變計算以來，量子計算就成為人們最為看好的技術之一。擁有高出普通計算機數十甚至數百倍算力的量子計算機，是吸引了無數 科技 公司、大型學術團體以及各國政府的研究熱點。 各公司 ，甚至 各國 都將注意力集中於量子計算系統遠超當纖世灶今「經典」計算系統的優勢，即實現所謂的「量子優越性」 。
然而，盡管谷歌在兩年前就宣稱已經達到這一里程碑，但量子優越性的實現並沒有解決一個經返滾典計算機不可能解決的實際問題，且IBM和其他公司很快表明，可以通過對經典計算機進行調整來抵消谷歌量子計算系統的一些所謂優勢。
量子力學是物理學中研究亞原子粒子行為的一個分支，而運用神秘的量子力學的量子計算， 則超越了經典牛頓物理學極限的特性，對於實現計算能力的指數級增長則成為 科技 界長期以來的夢想 。
經典計算機以比特（bit）作為存儲的信息單位，比特使用二進制，一個比特表示的不是「0」就是「1」。但是，在量子計算機里，情況會變得完全不同，量子計算機以量子比特（qubit）為信息單位，量子比特可以表示「0」，也可以表示「1」，還可以做到「既1又0」，這意味著，量子計算機可以疊加所有可能的「0」和「1」組合，讓「1」和「0」的狀態同時存在。
也就是說，經典計算機中的2位寄存器一次只能存儲一個二進制數，而量子計算機中的2位量子比特寄存器可以同時保持所有4個狀態的疊加。當量子比特的數量為n個時，量子處理器對n個量子位執行一個操作就相當於對經典位執行2n個操作，這使得量子計算機的處理速度大大提升。 與傳統計算機相比，量子計算機能夠實現算力呈指數級規模拓展和爆發式增長，形成 「 量子優越性 」 。
量子計算 除了 實現 算力的提升外的 另一核心優勢 ，就 是 降 低能耗 。眾所周知，在經典計算機中，能耗是一大技術難題。處理器對輸入兩串數據的異或操作，而輸出結果只有一組數據，計算之後數據量自然也會減少， 根據能量守恆定律，消失的數據信號必然會產生熱量 。
因此，經典計算的集成度越高，散熱越困難。隨著摩爾定律漸近極限，以後的計算能力的提高只能依靠堆積更多的計算晶元，這將導致更大的能耗。
但量子計算中，輸入多少組數據輸出依舊是多少組數據，計算過程中數據量沒有改變，計算過程也就沒有能耗。 這 意味著，只有在最後測量的時候產生了能耗。而經典計算在每一個比特的計算過程中都將產生能耗 。
在提高算力和降低能耗的開源節流的核心優勢下，量子計算必然是擺脫當前計算機產業發展技術路徑與顛覆未來的新技術。
當前，針對一些傳統行業來說，大量研發環節所面臨的計算壓力已經顯現，尤其那些在分子領域進行研發的產業，以現有人類 科技 的計算能力，所消耗的時間和成本巨大，比如，生物制葯、化工、能源等；還有另外一些本就對計算能力要求較高的 科技 行業，亦是量子計算實現商業應用的領域，比如，搜索、數字安全、人工智慧、機器學習以及當前大火的元宇宙等。
毋庸置疑，如果沒有量子技術這種超運算的技術，這些產業和領域將很難依靠當前的晶元以及計算機運算技術來處理龐大的數據， 並且實現數據超遠距、超高速、超安全的傳輸、計算與應用。
以計算化學為例，模擬一種相對基礎的分子（如咖啡因）將需要一台10的48次方比特的傳統計算機，這相當於地球上原子數量的10%。而模擬青黴素則需要10的86次方比特——這個數字比可觀測宇宙中的原子數量總和都要大。傳統計算機永遠無法處理這種任務，但在量子領域，這樣的計算則成為可能。
當前，量子計算越來越受到重視。作為打破摩爾定律、實現計算機算力指數級增長的新興技術，吸引了無數 科技 公司、大型學術團體為其投入。
事實上，盡管對量子計算行業未來的預測各不相同，但幾乎所有觀點都認為其規模將是巨大的 。正如量子信息跟蹤網站 「量子計算報告」的運營者道格·芬克（Doug Finke）所說：「我毀扮認為量子計算的市場到2025年前後能達到10億美元，且可能在2030年前達到50-100億美元。」 後者的價值相當於今天高性能計算市場的10%-20%。根據霍尼韋爾（Honeywell）的估計，未來30年量子計算的價值可能達到1萬億美元。
基於量子計算的廣闊市場前景，也就不難理解為什麼量子計算的商業化能能吸引到大量公共和私人的投資 。 主流風投以及大公司已經開始押注私人量子計算公司。 Google、IBM、Honeywell 這樣體量的公司正在大量投資量子計算，包括自研、私募股權投資、合作等手段。最近的一份報告稱，僅2021年，就有超過10億美元的私人投資用於量子計算研究。
其中，大多數項目、公司處於早期階段，多為種子輪、A輪，甚至是孵化/加速狀態。值得注意的是，投資量子計算的主體有很大特殊性，由於量子計算的超強計算能力、量子密碼構成的通信網路的加密性，「國家隊投資」在其中扮演了不可或缺的推動力量。
事實上，除了主流投資機構、大型公司參與到了其中，類似美國 DOE、CIA、NASA、加拿大 STDC、澳大利亞電信等「國家隊」角色起到了不小的助推作用。 它們以捐贈、投資、孵化等形式推動量子計算的科研和商業化。例如谷歌的量子計算項目之一則涉及與 NASA 合作，將該技術的優化能力應用於太空旅行。
此外，美國政府准備投入約12億美元到國家量子計劃（ NQI）項目中。該項目在2018年末正式啟動，為學術界和私營部門的量子信息科學研發提供總體框架。英國國家量子技術計劃（NQTP）於2013年啟動並承諾在10年內投入10億英鎊，目前該計劃已進入第二階段。
對於我國來說，盡管 我國 科技 公司相比美國進入量子計算領域時間較晚，但近年來行業領軍公司和科研院所也開始陸續在量子計算領域進行布局 。2021年「兩會」期間，量子信息技術首次被提及，成為了中國面向「十四五」重點突圍的核心技術之一，同時也是「國家安全和全面發展」的七個戰略領域之一。
科技 巨頭方面，騰訊於2017年進軍量子計算領域，提出用「ABC2.0」技術布局，即利用人工智慧、機器人和量子計算，構建面向未來的基礎設施。華為於2012年起開始從事量子計算的研究，量子計算作為華為中央研究院數據中心實驗室的重要研究領域，研究方向包括了量子計算軟體，量子演算法與應用等。阿里則通過建立實驗室進行以硬體為核心的全棧式研發，另一方面是構建生態，與產業鏈的上中下游的合作夥伴 探索 落地應用。
可以看見，不論是 科技 公司、初創公司，都對量子計算寄予厚望且滿懷熱情。
量子計算的顛覆性是可預見的，但是，想要量子計算真正投入到有用的生產生活中，仍有一段距離。由於技術仍處於開發階段，當量子 科技 從學術落地到企業商業化過程中時，該行業依然存在技術突破、規模量產難走的現實困境。
當前，量子計算商業化仍停留在技術 探索 階段 。盡管目前，量子計算已經在理論與實驗層面取得了一些重大突破，包括美國、歐洲、中國在內的一些國家，都在量子技術層面取得了不同的突破與成就，也有了一些相應的商業運用。 但目前這些商業運用都還處於早期階段，或者說是處於技術的 探索 運用階段。
比如，量子比特需要量子相乾性以形成量子糾纏，這相當於經典計算機需要有增益的晶體管。但如何實現大規模和相乾性則是量子計算機系統面臨的最大挑戰。這些問題即使在理論上也是難以解決的，因為量子信息無法被復制，而量子計算機中的子系統相互糾纏，這導致所有設計都要以全局的角度來思考。
並且，目前還不完美的量子計算機還需要獲得更多改進。淺量子電路需要更高的柵極保真度和更多穩定性以限制去相干。量子退火機器則需要在連接性，控制精度和相干時間方面得到改進。
從商業化角度來說，目前量子 科技 賽道的企業幾乎沒有實現累計盈利。 由於技術壁壘較高，企業研發投入動輒高達數十億，產品卻依舊不斷試錯中，商業化難以開拓。以IonQ為例，作為一家專注於量子計算的獨角獸公司，根據該公司發布的財務數據，2019年、2020年，該公司實現收入20萬美元、0美元，而凈虧損分別為892.6萬美元、1542.4萬美元，商業化程度極低，投入資金大部分為研發費用。
道格·芬克追蹤了200多家量子技術初創企業 後 ，預計絕大多數在10年內將不復存在，至少不復以目前的形式存在 。他表示：「可能會有一些贏家，但也會有很多輸家，有些將倒閉，有些將被收購，有些將被合並。」
可以看劇，盡管目前的量子計算技術獲得了一系列的突破，也處於不斷突破的過程中，世界各國政府也都非常重視，並投入了大量的財力、人力，但距離真正的規模性商業化還需要一段路要走。 規模商業化需要的是對技術穩定性的要求，這與實驗性與小規模應用有著本質的區別 。
目前量子計算技術面臨的核心問題還是在實證物理階段的困擾，在理論物理階段已經基本成熟，但進入實證物理階段的時候，我們需要的是讓這個難以琢磨以及極為不穩定的量子糾纏能夠成為一種可掌握的「穩定性」技術。
總體而言，量子計算的未來是樂觀的，關於量子計算商業化的一切都才剛剛開始。到目前為止，我們可能只發現了量子計算的冰山一角，無論量子計算的首個實際應用是出於哪個 科技 企業，還是來自試圖應用這項技術的其他數據服務公司、銀行、制葯公司或製造商，這場關於量子計算的競賽都已經開始。
㈢ 比特幣價值將歸零谷歌計劃2029年前量子計算商用化
（思進註： 1994年，數學家Peter Shor公布了一種量子演算法，該演算法可以打破最常見的非對稱密碼演算法的安全性假設。這意味著擁有足夠大量子計算機的任何人，都可以使用此演算法通過公鑰反算出私鑰，從而偽造任何數字簽名。這是否意味著比特幣將會被量子計算機crack down…… 事實上，中心化的密鑰體系PKI，確實會有這個風險，因為大多數應用是CA+10的6次方。海量反編譯，是可以推算出中心密碼本的！也就是說，偽造PKI數字簽名是有可能的， 拭目以待吧……再轉發下文，和大家分享……）
谷歌計劃2029年前量子計算商用化，比特幣價值將歸零？
作者 | 新浪 財經
來源 | 華爾街見聞
量子計算何以對比特幣構成威脅？
在解釋這個問題前，需要先了解以下幾個知識點。
經典計算機採用二進制，用0和1構建了底層代碼的一切。量子計算機可以同時儲存和表示0和1疊加態。比特幣挖礦基於計算一種名為SHA-256的哈希函數（一種函數演算法，把任意一個字元串輸入SHA-256函數，都會輸出一個256位的二進制數）的正確值。每一個比特幣用戶在注冊的時候，系統都會生成一個隨機數，再對這個隨機數進行SHA256再進行hash160，產生一個叫做私鑰的字元串。作為數字簽名。私鑰可以對一串字元進行加密。而公鑰可以把私鑰加密之後的數據進行和解密。加密和解密的鑰匙不一樣的這種加密方式，稱之為非對稱加密。通過公鑰反算不出私鑰。如果私鑰遺失，那麼擁有者的比特幣就無法取出。
基於上述原因，由於SHA-256的正確值十分難計算，數量有限的比特幣才會變得極為稀缺和珍貴。同時由於經典計算機無法通過公鑰反算出私鑰，私人擁有的比特幣才無法被他人獲得。
但在1994年，數學家Peter Shor公布了一種量子演算法，該演算法可以打破最常見的非對稱密碼演算法的安全性假設。這意味著擁有足夠大量子計算機的任何人，都可以使用此演算法通過公鑰反算出私鑰，從而偽造任何數字簽名。
故而，在量子計算面前，比特幣的挖礦將變得輕而易舉，通過公鑰也能反算出私鑰。這令比特幣變得不再稀缺，也不再安全。
同時意味著比特幣的共識將產生崩塌，比特幣的價值也將趨零。
關於量子力學，廣為人知的還有光的波粒二象性、觀測者效應，和一個著名的思想試驗——薛定諤的貓。
量子世界是如此不合常理，以至於它曾令說出「上帝不會擲骰子「愛因斯坦，都感到困惑不解。
無論如何，量子計算機的出現，對經典計算機形成了巨大挑戰。而隨著量子計算研究進程的遞進，比特幣的破解，或許在2029年前就將成為可能。
谷歌的量子計算進程如何？
早在2019年，谷歌發表在《自然》雜志上的論文稱，其開發的54比特（其中53個量子比特可用）超導量子晶元「Sycamore」，對53比特、20深度的電路采樣一百萬次僅需200秒，最強的經典超級計算機Summit要得到類似的結果，則需要一萬年。基於這一突破，谷歌宣稱實現了「量子霸權「。
而近日在 Google I/O 大會上，領導谷歌 Quantum AI（量子 人工智慧）團隊的的科學家Hartmut Neven表示，谷歌計劃在2029年前建造數十億美元的量子計算機並將其正式商用。
谷歌的目標是建造有著100萬個量子比特的計算機。不過，谷歌同時表示，首先需要減少量子比特產生的錯誤，然後才能考慮將1000個量子比特一起構建為一個邏輯量子比特。這將為「量子晶體管」打下基礎，「量子晶體管」是未來量子計算機的基礎。目前谷歌的量子計算機只有不到100個量子比特。但要知道，互聯網誕生至今不過52年，第一台通用計算機誕生至今不過75年．
谷歌目前正在加利福尼亞州擴建一個新園區，用以專注於量子計算方面的研究工作，擴建工程將於2020年底正式完工。
在量子計算領域大舉投資和押注的公司，除了谷歌，還有IBM、D-Wave Systems、霍尼韋爾（Honeywell）。
IBM Research總監Dario Gil曾表示，2023年將是量子計算大面積使用的轉折點，屆時將能通過軟體實時查看和更新量子計算的狀態，而不再是通過以往的硬體調整。
高德納咨詢公司 （Gartner）副總裁Chirag Dekate表示，過去五年中，量子計算的創新速度超過了此前的30年，他還預計到2025年，將有近40%的大公司制定量子計算計劃。
關於對抗量子計算，目前已出現量子密碼學的相關研究。一個名為The Open Quantum Safe （OQS）的開源項目已於2016年啟動，目標為開發抗量子的密碼形式。
㈣ 量子計算機太強大了，可以預測未來
量子計算機，劃時代的科技產物，現在越來越接近我們的生活，它的算力超級強大，遠遠不是傳統的計算機可能比擬的，甚至可以計算模擬原子級別的粒子行為，那假如我們的模型足夠精細，豈不是可以計算出萬物的演化，這不就能預測未來了么？如果這樣，我們也不用請先生算八字了。
量子計算機現在發展到什麼程度了？
谷歌公司研製出一種量子計算機，它在200秒內完成的計算傳統計算機需要一萬年才能完成，這種翻天覆地的差別，讓我們對新技術充滿敬畏。量子計算機擁有普通計算機無法完成的算力就是所謂的「量子霸權」，已有科學家宣稱發現了對於隨機數因子計算的差異性，來證明量子霸權確實存在。
為什麼量子計算機計算速度這么快？
這要從計算機的原理來看，傳統計算機一個存儲位可以存儲0或者1兩者之一，那麼八個存儲位的每一位都是0或者1，但是存儲的數是確定唯一的，比如說：8位存儲為01101110 代表十進制數字110。而對於量子計算機，每一位存儲的是0和1共存的形態，可以理解為一個位存儲了兩個數，那麼8個存儲位就存儲了2的8次方個數字，這樣的算力比就是2的8次方比1，差距很大，並且隨著比特位的增加，差距成指數級的增長，如果有合適的演算法和硬體結構，那麼造成的就是指數級的算力差別。
一個250個存儲位的量子計算機，可以存儲2的250次方個數據，比宇宙中的現存所有的原子數量還要多。
那麼展開想像，假如我們有這么250位的量子計算機，又有合適的演算法和硬體基礎就可以模擬宇宙從誕生開始的演化過程，宇宙的成長和消亡以及每一個小事件都可以預測，包括每個人的一生。
但是這實現起來並不容易，或者說是幾無可能：
首先，能量不足——因為量子計算機雖然算力強大，耗時很短，但是相應的消耗的能量會比傳統計算機高很多，如果這么高級別的計算，所需要的能量恐怕地球甚至太陽系都提供不了。
第二，模型不精確——宇宙的起始我們只有一些物理學家的推測，但是奇點到底是什麼樣子，到底如何演化還是沒有很清楚，所以計算模型無法精確建立。
第三，不確定性因素很多——即使模型精準，能量足夠，宇宙演化到有意識的生命出現就無法進行模擬，比如我們人類是有思想的，下一秒的行動是無法進行預測的，下一分鍾我要吃一個蘋果還是不吃，都是按照自己臨時的想法決定的，一個決定的不同對整個環境都有強烈的影響，類似於蝴蝶效應。
這么想來，量子計算機再厲害，也算不出我們的人生。